Tomo 1
conocimientos
generales de mecánica
LECCIÓN
Para manejar bien una máquina es necesario conocerla bien. En
este Curso va usted a estudiar el manejo del torno. Se le explicará qué
es un torno, cómo es, cómo funciona, qué trabajos puede hacer y de qué
forma se hacen. Ahora bien, para que usted pueda convertirse en un
tornero capaz de desenvolverse con soltura en el taller necesita, además,
una serie de conocimientos que son precisamente los que encontrará
en esta Asignatura de CONOCIMIENTOS GENERALES DE MECÁNICA.
Si usted ya está iniciado en los trabajos mecánicos ya dominará algunos de estos conocimientos. Sin embargo, su estudio también le servirá. Piense que muchas cosas se olvidan y otras se aprenden mal. Esta
asignatura le servirá de repaso y le permitirá asegurarse de aquello que
necesita saber para hacer bien su trabajo.
Estos conocimientos que, junto con los que afectan ai torno en sí,
usted estudiará en este Curso, son los siguientes:
* Conocimientos de los materiales de que están formadas las
piezas, con ¡dea de las cualidades de cada uno y la utilidad que puede
dárseles.
* Ideas mecánicas de los mecanismos, sus desgastes durante el
funcionamiento, deformaciones que sufren, etc.
* Ideas prácticas de lo que es trabajo, fuerza, potencia, etc , para
su correcta aplicación.
* Ideas de trabajo de taller que, aunque no son efectuados por
el operario del torno, debe saber que existen y la utilidad que tienen, sobre todo aplicados a un trabajo: soldadura, recubrimientos de otros metales, etc.
—5—
Esto es lo que usted necesita saber para comprender perfectamente
cuanto va a estudiar del torno. No se trata de aprendérselo todo de memoria; se trata de que se lo lea una o varias veces para que en la memoria le quede una idea de cuanto se le explica en esta Asignatura que
le permita entender todo lo que estudiará en TÉCNICA DEL TORNO.
A medida que adelante en el Curso, verá la aplicación práctica de
cada ¡dea y de esta forma conseguirá dominarlo sin ningún esfuerzo. Mejor lo dominará si cuando le surja alguna duda da un nuevo repaso a
esta Asignatura.
Figura 1. — A, tornillo: B, tuerca.
PIEZA
Se llama pieza a un elemento o
parte de máquina o mecanismo que
está formado de un solo trozo de
material, es decir, que no se puede
dividir en dos sin romperlo o cortarlo
Una pieza es, por ejemplo, un
tornillo o una tuerca como los de la
figura 1, una rueda dentada como
la de la figura 1,6 un eje como el de
la figura 3.
MONTAJE Y DESMONTAJE
DE PIEZAS
Figura 2. — Rueda dentada.
Se dice que una pieza esta desmontada, cuando está suelta como las de las figuras 2 y 3.
Una pieza está montada cuando está acoplada a otra u otras. Vea
en la figura 4 un contrapunto del torno cilindrico; en dicha figura pueden observarse las diversas piezas que forman el contrapunto y hasta
la forma en que se acoplan dos de sus piezas.
Figura 3. — Eje estriado en la fresadora.
Esta figura es sólo para dar una idea del acoplamiento y montaje
de varias piezas. El detalle del funcionamiento y utilización del contrapunto lo estudiará en la lección correspondiente.
Figura 4. — Conjunto de contrapunto de torno cilindrico: 1, volante; 2, cuerpo del
contrapunto; 3, tornillo de reglaje; 4, suela base de apoyo sobre la bancada; 5 y 6, tornillos de fijación; 7, aguja de engrase: 8, vastago contrapunto y punto: 9, pasador
que se monta en el alojamiento 10.
CONJUNTOS
Varias piezas montadas forman lo que se llama un conjunto. En la
figura 5 se muestra un conjunto montado de bomba de aceite.
—7—
DESPIECE
En la figura 6, la bomba de la f i gura 5 está con todas sus piezas desmontadas. Todas las piezas sueltas
que forman un conjunto. Así, pues,
en la figura 6 está el despiece de la
bomba de aceite de la figura 5.
Figura 5. — Conjunto bomba de aceite;
1, rueda toma de movimientos: 2, salida de aceite-, 3, entrada de aceite.
Fisura 6. — Piezas que componen la bomba de aceite de la figura 5, desmontada.
MECANIZACIÓN
Para que las piezas tengan la forma y medida exactas para que
puedan montarse unas y otras formando un conjunto, es preciso mecanizarlas. Mecanizar una pieza es quitarle las partes que les sobran para
darle la forma y medidas necesarias.
Suponga una mesa de cuatro patas que no asiente bien en el suelo,
es decir, que al apretar en una esquina se mueva o, como suele decirse,
"baile". Lo que se hará para evitar que "baile" será ponerle un trozo
de madera debajo de la pata que está levantada, que no toca el suelo.
Pero si el trozo de madera de que dispone resulta grande, se hará a la
medida cortándolo con un cuchillo o navaja. Lo que se hace con el cuchillo o navaja es mecanizar el trozo de madera para montarlo debajo de
la pata de la mesa.
Exactamente igual se hace con las piezas en mecánica. Claro está
que, en lugar de cortarlo o mecanizarlo con una navaja, como en el caso
del trozo de madera, se mecaniza con otras herramientas movidas a
mano o bien movidas por máquinas.
MAQUINAS-HERRAMIENTAS
Cuando una pieza se mecaniza con una herramienta movida por
una máquina, se dice que se mecaniza en una máquina-herramienta.
Hay muchas clases de máquinas-herramientas. Hay , por ejemplo,
tornos, fresadoras, taladradoras, rectificadoras, etc. Cada una de estas
máquinas-herramientas realiza una serie de trabajos típicos:
* El torno es una máquina-herramienta que mecaniza piezas redondas, tales como ejes, superficies esféricas, etc.
* La fresadora hace trabajos de planeados de superficies a diversos ángulos, superficies curvas especiales, ranuras, dentados rectos,
helicoidales y cónicos, etc.
* La taladradora mecaniza agujeros redondos de diversas profundidades y diámetros no muy grandes.
* La limadora mecaniza exclusivamente superficies rectas normalmente planas.
* Las rectificadoras mecanizan superficies de todas clases, según
los diversos tipos de rectificadoras, pero sólo en trabajos de acabados
finos.
* La mandrinadora mecaniza agujeros de gran diámetro en piezas
muy grandes.
Hay, además, un gran número de máquinas adicionales y dentro de
cada clase hay diversos tipos, y no obstante lo dicho, hay trabajos que
pueden hacerse en dos o más clases de máquinas-herramientas.
La máquina herramienta que se estudia en este curso es el torno.
Fíjese en la figura 7, en la que se muestra un detalle de un trabajo típico
del torno cilindrico: el mecanizado de un eje escalonado. El operario
debe vigilar siempre atentamente su trabajo, pues de la atención que
preste, depende en gran parte la calidad de su trabajo, la conservación
de la máquina y la herramienta y, en definitiva, su formación profesional.
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Figura 7. — Cilindrado de un eje escalonado.
VIRUTA
Los trozos de material que se cortan al mecanizar una pieza para
darle la debida forma se llaman virutas. Así, pues, al igual que se dice
en carpintería que al mecanizarse un trozo de madera salen virutas de
madera, en mecánica, al mecanizarse una pieza con una máquina-herramienta, se dice que salen virutas de hierro o del material que sea.
Las virutas suelen salir expulsadas de la pieza con cierta violencia
y el operario debe procurar que no choquen con él, pues salen muy calientes y queman la piel.
Incluso en ciertos trabajos, en los que las virutas salen muy abundantes y a gran velocidad, como ocurre, por ejemplo, al trabajar el latón,
es preciso el uso de gafas para evitar que entren las virutas en los ojos.
PIEZAS EN BRUTO
Se dice que una pieza está en bruto cuando no ha sido mecanizada
—10—
todavía, es decir, cuando aún tiene su forma de origen, sea de fundición, forja, estampación o barrote.
En la próxima lección se estudiará cada una de estas formas de
piezas en bruto.
MATERIAL
Se llama material a la clase de materia que compone una pieza. Así,
el material que compone una mesa es la madera; los materiales de que
está hecha una casa son piedra, arena, cemento, ladrillos, etc.; el material de que está hecho un vaso es el cristal; el material de unos zapatos es el cuero, etc.
Las piezas de que se componen las máquinas también están formadas por muchas clases de materiales. Normalmente se dice que esta
o aquella máquina están hechas de hierro, pero en realidad no es así,
ya que si bien el hierro es una parte importante de sus materiales, no
es hierro solo, sino mezclado con otros materiales y a veces, algunas
piezas ni siquiera tienen hierro.
CLASES DE MATERIALES
Los principales materiales empleados en la mecánica, son: hierro
fundido, acero laminado, acero fundido, bronce, latón, aluminio y, en
casos especiales, otros materiales que no son metálicos, tales como el
plástico y la madera.
ALEACIÓN DE METALES
Se dice que dos metales están aleados cuando estos dos metales
están mezclados o unidos perfectamente en una proporción determinada.
Con un ejemplo lo comprenderá mejor: Si un trozo de material que
pesa 1.000 gramos está formado por 900 gramos de un metal y 100
gramos de otro, otro trozo del mismo material que pese 500 gramos,
estará formado por 450 gramos de primer metal y 50 gramos del segundo. La proporción entre uno y otro metal es, en los dos casos, la misma, ya que en el segundo trozo, cuyo peso es la mitad del primero, hay
también exactamente la mitad de cada uno de los dos metales que componen la aleación.
—11—
Si la proporción de los metales no es siempre la misma, es decir,
si es distinta en uno y otro trozo, en lugar de llamarse aleación se llama
mezcla de dos metales.
La proporción de dos metales se da siempre en tanto por ciento, es
decir, la cantidad de partes de un metal que hay por cada 100 partes
de aleación. Por ejemplo: si de una aleación hay 100 gramos y de uno
de los metales que la componen hay 15 gramos, se dice que hay un 15
por ciento de dicho metal en esta aleación, es decir, en cada 100 partes
de aleación hay 15 partes del metal que sea. Para expresar en forma
abreviada las palabras tanto por ciento se escribe en su lugar el signo %..
Así en el ejemplo anterior se escribe 15 %, que se lee quince por ciento.
HIERRO FUNDIDO
Este material, que se llama también hierro colado, fundición de
hierro o, simplemente, fundición, está compuesto de una aleación de
hierro y carbono. El carbono es un material que forma parte del carbón.
Según el % (tanto por ciento) de carbono que haya en la aleación, hay
varias clases de hierro fundido. Las dos principales son fundición blanca
y fundición gris.
FUNDICIÓN BLANCA
La fundición blanca es muy dura y no se puede mecanizar. Se
emplea para construir piezas que han de resistir el trabajo dentro del
fuego, ya que son muy resistentes al calor; ejemplo de estas piezas son
las parrillas para quemar carbón en calderas y otras similares. Estas
piezas no hace falta mecanizarlas.
FUNDICIÓN GRIS
La fundición gris es la que se utiliza para las piezas en mecánica
general. Cuando se habla en mecánica de fundición de hierro, hierro
colado o hierro fundido siempre se trata de esta clase de fundición.
El hierro colado o fundido se caracteriza por su color gris oscuro.
Al mecanizarlo, la viruta que se desprende es pequeña y polvorienta.
Si después de mecanizar una pieza de fundición se pasa la mano por
encima de la superficie mecanizada, la mano queda negra del polvillo
que hay en dicha superficie.
—12—
En general, todas las piezas pesadas y de formas raras se hacen de
hierro fundido. Ejemplos clásicos de piezas construidas con este material son todos los bastidores de las máquinas-herramientas, el pie que
sostiene una máquina de coser, asi como el pedal, la rueda y el cuerpo
de dicha máquina.
La fundición gris tiene una composición en la aleación de un 4 %
de carbono aproximadamente; el resto es hierro.
ACEROS
Todas las piezas llamadas de hierro que no sean de fundición, son
de acero. Se llama acero a la aleación de hierro y carbono con muy poco
carbono, de forma que la composición de las aleaciones llamadas aceros
suelen ser de un 0,15 % de carbono, para los aceros de poca dureza;
a un 1 % máximo, para los aceros muy duros.
La viruta que se forma al mecanizar una pieza de acero es larga
y continua. Para evitar que salga en una tira continua se afilan las herramientas de modo que la corten en trozos pequeños, tal como se estudiará a su debido tiempo.
CLASES DE ACERO
Hay una gran variedad de clases de acero según para qué sirvan
las piezas con él construidas.
Por lo general, además del carbono, las aleaciones de acero llevan
también otros metales, como son níquel, cromo, magnesio, manganeso,
etc , en muy pequeñas cantidades.
Ejemplos de piezas de acero son las llantas de las ruedas de los
carros, las cadenas, toda clase de ejes, tanto de máquinas como de automóviles, etc.
Según la forma de origen, el acero es de tres clases: acero laminado, acero fundido y acero forjado.
ACERO LAMINADO
El acero laminado es el que se encuentra en el comercio en forma
de barras, que pueden ser redondas, cuadradas, en forma exagonal,
planas, en tubos, chapas, etc.
—13—
ACERO FUNDIDO
El acero fundido es el que tiene ya la forma aproximada de la pieza
que ha de construirle y se ha logrado mediante el molde en la fundición.
ACERO FORJADO
El acero forjado es igual que el laminado, pero más fuerte, ya que
es trabajado a golpes hasta lograr darle la forma aproximada de la pieza
que ha de ser construida.
En la próxima lección se estudiará cómo se funde una pieza y
cómo se logran las piezas forjadas.
—14—
técnicadeltorneado
LECCIÓN
TORNEADO
Para que las piezas puedan ser montadas es necesario mecanizarlas.
Así lo ha estudiado usted en la 1.a lección de CONOCIMIENTOS GENERALES DE MECÁNICA.
El torno es una de las máquinas-herramientas empleadas para el
mecanizado de piezas y de ahí que se llamen operaciones de torneado
a todas las operaciones o trabajos que puedan realizarse en el torno.
Interesa que antes de seguir adelante sepa qué se entiende por
eje de una pieza. Sabiéndolo, entenderá mejor en qué consiste el torneado. Fíjese en la figura l,se dará perfecta cuenta de que se llama eje
de una pieza a la línea imaginaria que pasa exactamente por su centro.
Figura 1
—15—
Imagínese que se hace girar la pieza de la figura 1 alrededor de su
eje. Este eje, es decir, el eje alrededor del cual gira toda Ja pieza es
eje de rotación de la pieza (figura 2).
Figura 2
Fíjese ahora en la rueda de la figura 3. Cuando una pieza está girando alrededor de su eje de rotación, siempre se ve la parte exterior de
la pieza, es decir, presenta siempre a la vista una cara. A esta cara de la
L/anta o superficie de rotación
Figura 3
—16—
pieza se la denomina superficie de rotación. Así, la superficie de rotación
de la rueda de la figura 3 es la llanta.
Si el grueso de esta llanta se rebaja o adelgaza, se efectuará una
operación de torneado, siempre que este rebaje o adelgazamiento se
haga de un modo regular, es decir, de forma que quede un mismo espesor
en toda la llanta.
De acuerdo con estas explicaciones,, se puede definir la operación
de torneado como toda aquella operación de corte de superficies que se
efectúa en piezas que giran alrededor de su eje de rotación.
Una vez conocida la operación de torneado, o mecanizado en el
torno, entenderá perfectamente el principio o fundamento del torneado,
que debe saberse para poder estudiar el funcionamiento del torno:
Superficie a construir
Movimiento
de corte
Figura 4
PRINCIPIO: Para poder mecanizar una superficie en el torno hay
que aplicar a la pieza y a la herramienta dos movimientos relacionados entre sí (vea la figura 4).
A LA PIEZA: un movimiento rápido de rotación alrededor de su
eje, que llamaremos movimiento de corte.
A LA HERRAMIENTA: un movimiento lento, recto y muy regular
en su avance contra la superficie a tornear.
La combinación de estos movimientos produce un camino de arrollamiento alrededor de la pieza que corresponde a la línea que la herramienta va trazando sobre la pieza.
De este modo, mientras la pieza gira, la herramienta se desplaza
lentamente sobre la superficie que trabaja y corta o arranca el material
con que se encuentra.
—17—
Figura 5
En la figura 5 se aprecia cómo la herramienta va cortando el material y éste va saliendo en una tira rizada; estas tiras rizadas son las
llamadas virutas, las cuales salen de una forma u otra según la clase
de material que se trabaje y la forma en que está afilada la herramienta.
FINALIDAD DEL TRABAJO DE TORNEADO. PIEZAS QUE CON EL
SE OBTIENEN
Si usted observa con detalle cualquier máquina verá que la mayoria
de sus piezas están formadas por superficies que podrán girar alrededor
de su eje de rotación.
La construcción o mecanizado de todas esas piezas fue lo que motivó la invención y desarrollo del torno, es decir, de una máquina capaz
—18—
Figura 6
—19—
de aprovechar el principio de movimiento de rotación para formar nuevas superficies, o sea piezas cuyas formas pudieran adaptarse a las necesidades y conveniencias requeridas.
Aunque algunas piezas no pueden ser mecanizadas en el torno, la
máquina o las máquinas en las que se mecanizan algunas partes de estas
piezas, se basan en el mismo principio y tienen igual fundamento que el
torno.
Vea en la figura 6 un grupo de piezas de las que más suelen fabricarse en el torno. Tenga en cuenta, no obstante, que en el torno pueden
darse a las piezas todas las formas o variaciones posibles tanto exteriores
como interiores. Ahora bien, lo que más a menudo se tornea son piezas
cuya forma a mecanizar es exterior, como las de la figura 6.
En estas piezas apreciará la gran variedad de formas o superficies
de rotación que pueden conseguirse con el torno, a pesar de que cada
una de ellas es, por decirlo así, una operación muy distinta de la otra
en lo que respecta a la manera de realizarla.
Todas estas operaciones, que estudiará con todo detalle a lo largo
del Curso son:
Cilindrado . . .
Refrentado . . .
Mandrinado
T o r n e a d o cónico .
Roscado
. . .
Taladrado
Ranurado . . .
Moleteado
.
.
* . .
.
.
. . .
. . .
.
.
.
formas
formas
formas
formas
formas
formas
formas
formas
(A)
(B)
(C)
(D)
(E)
(F)
(G)
(H)
Insistimos en que cada una de estas formas de torneado las estudiará a lo largo de este Curso. Ahora, un breve estudio de la historia del
torno nos permitirá apreciar la importancia de esta máquina-herramienta.
HISTORIA DEL TORNO
El torno es entre las máquinas-herramientas de trabajo, una de las
más antiguamente conocidas y puede decirse que su uso se remonta a
la antigüedad, pues ya los egipcios lo representan en sus monumentos.
Es de destacar que sin el torno no hubiese sido posible el gran progreso industrial del siglo pasado, es decir, de los años transcurridos entre
el 1800 y el 1900.
-20-
Los griegos lo utilizaron especialmente para fabricar vasos y jarrones de cerámica. Luego se empleó
para trabajar la madera, el hueso y
el marfil.
Los alfareros de la Edad Media
trabajaron, asimismo, el estaño y la
arcilla en tornos especiales muy rudimentarios, que se denominaron
tornos de alfarero (fig. 7), de los que
aún existen numerosos ejemplares.
De muy antiguo ya, algunos leñadores dedicados al torneado de la
madera, utilizaban los árboles de los
bosques como instrumentos de trabajo. Esta primitiva máquina se denominaba el árbol torno (fig. 8). La
rama flexible, utilizada como medio
de accionamiento, fue reemplazada
por una pala de madera y el torno
resultante, ya totalmente construido
con piezas, se denominaba torno de
pala o torno de pértiga (fig. 9). El
torno de pedal (fig. 10) parece que
es de la misma época.
El torno antiguo más perfeccionado fue construido por el francés
Jacques Berson en 1569. Esta máquina provista de un husillo patrón
de madera permitía tallar roscas
(f¡g. 11).
En los archivos nacionales franceses se encuentra, asimismo, un
torno de roscar construido en aquel
país hacia 1740 (fig. 12). En la misma época, Luis XV, rey de Francia,
al igual que los monarcas de otros
países, distraía sus ocios torneando
tabaqueras.
—21—
Figura 7. — Torno de alfarero.
Figura 8. — Árbol torno.
Figura 9. — Torno de pala o pértiga.
Figura 10. — Torno de pedal. 1, cabezal fijo; 2, garra de arrastre de la
pieza; 3, soporte de la herramienta de
mano; 4, luneta fija; 5, contrapunto;
6, dispositivo para ajuste del portaherramienta; 7, polea motriz; 8, berbiquíes;
9, traviesa portapedal; 10, pedal.
Seguidamente aparece la máquina-herramienta, propiamente dicha, con el carro porta-herramienta,
que se desplaza longitudinalmente,
o sea, a lo largo de la bancada. La
introducción de este dispositivo se
atribuye al inglés Henry Maudslay
(1794) (figura 13) y al americano
David Wilkinson (1798).
Sin embargo, en el Museo del
Conservatorio de Artes y Oficios de
París, existe un torno construido por
el francés Vaucauson hacia 1745
que ya posee aquel perfeccionamiento, por !o que muchos autores
le atribuyen a éste la invención del
dispositivo porta-herramienta.
Fue Maudslay quien ideó y construyó el dispositivo para roscar, mediante el husillo patrón y las ruedas
de engranaje cambiables.
El torno para roscar del francés
Senot (fig. 14) se construyó en
1795, según planos de Leonardo de
Vinci, fallecido hacía cerca de 300
años.
Parece, finalmente, que el primer torno para cilindrar fue construido en 1830 por un industrial de
origen escocés, y establecido en
América, John Rea. En esta máquina, el carro longitudinal o inferior
estaba accionado por una cadena, de
donde viene su denominación de
torno en cadena. La bancada estaba
formada por dos largos tablones apoyada sobre robustos pies también de
madera. Este tomo continuó en servicio hasta 1875, época en que aparecieron las primeras bancadas de
—22-
hierro fundido. Según parece, fue
éste el primer tipo de torno paralelo
técnicamente utilizado antes de llegar a la concepción de toda la variedad de máquinas para tornear,
que hasta nuestros días no han dejado de transformarse. En realidad,
esta evolución ha experimentado un
cambio muy brusco a partir de 1918.
CLASIFICACIÓN DE LOS TORNOS
El desarrollo de la industria en
general ha hecho que el torno, en un
principio tan sencillo y de un empleo
reducido, pasase a ser una máquinaherramienta de extensísima aplicación y formada por una gran variedad de piezas y una serie de dispositivos y ventajas que parecía imposible juntar en una sola máquina.
Para llegar a los tipos actuales
dé tornos se procedió a una clasificación de los trabajos y de acuerdo
con esta clasificación se proyectaron
Figura 11. — Torno de Berson; arriba
se ve el patrón de filetear.
Figura 12. — Torno de roscar.
Figura 13. - Torno de Maudslay: 1, pie; 2, bancada; 3, cabezal fijo; 4, contrapunto;
5, carro; 6, husillo patrón.
—23—
tipos especiales de tornos que reunían una serie de ventajas para unos
trabajos determinados, atendiendo
siempre a un mayor aprovechamiento de la máquina y a una economía
del tiempo, así como a una mayor
seguridad en el trabajo.
Esta clasificación de los trabajos,
Torno para roscar de
Figura 14.
atendió
principalmente a las caracteSenot.
rísticas del mismo, tales como: las
dimensiones de la pieza, el peso de la misma, la forma, la posibilidad
de sujetarle de una manera o de otra. Esta clasificación fue la que hizo
aparecer, además del torno cilindrico paralelo de cilindrar y roscar, el
torno vertical y el torno al aire.
Después, y siempre siguiendo el ritmo creciente del progreso de
la industria, se tuvo en cuenta además de las dimensiones, peso y forma, la cantidad de piezas iguales a mecanizar, y aparecieron los tornos
revólver y, más tarde, los tornos semiautomáticos y automáticos. Todos
estos distintos tipos de torno, así como de otros que han ¡do apareciendo
estos distintos tipos de torno, así como de otros que han ido apareciendo
más modernamente, los estudiará ampliamente a su debido tiempo.
Lo que ahora interesa es el estudio de las generalidades de todos
estos tipos de tornos para tener una idea de esta máquina-herramienta
que le permita después conocerla en su mínimo detalle y con toda perfección, como debe conocerla un buen tornero.
TORNOS CILINDRICOS
Como ya anteriormente se ha explicado, el torno cilindrico o paralelo es una máquina de gran aplicación y la más utilizada, gracias a
la gran cantidad de movimientos que pueden combinarse. Es la máquina universal por excelencia, ya que en él y mediante el acoplamiento
de algunos dispositivos especiales de fácil montaje, podrían realizarse
toda clase de trabajos.
El torno cilindrico es el que más transformaciones ha sufrido, hasta
el extremo que de él se ha partido para la proyección de todos los tipos
especiales de tornos, algunos de los cuales ya casi no se parecen en
nada a él
En la figura 15 se muestra el primer tipo de torno. Fíjese que el
—24—
Ruedas cambiables
Figura 15. — Torno paralelo.
eje de sustentación de la pieza o eje de fijación (E) es paralelo a la bancada (B); de aquí su denominación de torno paralelo. De esta forma, al
combinarse el movimiento de corte del eje de traslación del carro (C),
forma las superficies cilindricas.
Fíjese también en las dos barras de cilindrar y roscar; al extremo
izquierdo de dichas barras van montadas las ruedas cambiables, mediante las cuales se puede variar el avance del carro (C), es decir, hacerlo
más rápido o más lento, según convenga.
NOTA. — Nada de prisas; éste debe ser su lema. Interesa terminar
el estudio de cada lección, pero —téngalo en cuenta— interesa aprender.
Por lo tanto, lea despacio, fijándose bien en la figura a que se refiere
la explicación correspondiente. Sólo de esta forma, a la vez que terminará
la lección, aprenderá.
—25—
Después se acopló entre las ruedas y las barras de cilindrar y roscar,
un dispositivo llamado caja Norton,
con el que puede variarse el avance
del carro (C) sin necesidad de cambiar las ruedas toda vez que este
dispositivo permite con un solo juego de ruedas alcanzar hasta 8 ó 10
avances distintos (fig. 16).
Aunque este mecanismo lo estudiará más adelante, vea en la figura
17 una vista del interior del mismo.
Al ser aplicados al torno los nuevos dispositivos ha ¡do variando considerablemente su forma. Actualmente, la mayoría de sus dispositivos
van encerrados, por decirlo así, dentro de la caja exterior de la máquina,
de modo que queden más protegidos, aunque se evita que queden demasiado escondidos para cuando se
tenga que manipular en ellos.
Figura 16. — Dispositivo NORTON
para roscar.
Figura 17. — Vista interior de la caja NORTON.
A pesar de la gran variedad de los tornos cilindricos por lo que respecta a la capacidad, la disposición de los dispositivos y mecanismos
suele ser la misma, pues las principales determinantes de su capacidad
son:
—26-
1.
2.
3.
La altura del eje sobre la bancada (llamada altura de puntos).
La distancia entre puntos.
La potencia.
En las figuras 18 y 19, pueden apreciarse respectivamente dos tipos
distintos en cuanto a su capacidad, pero similares en ¡o que se refiere a
su disposición.
Figura 18. — Modelo de torno CUMBRE, de Barcelona.
El torno de la figura 18, es uno de los de características más reducidas que se fabrican en España, en grandes series, lo que lo ha hecho
muy apto para la mediana industria:
Altura de puntos: 150 m m .
Distancia entre puntos: 750 m m .
Potencia del motor: 2 CV.
—27—
Figura 19. — Modelo de torno NÉSTOR, de Zaragoza, que se fabrica hasta una capacidad de: altura de puntos, 450 mm,; longitud entre puntos, 4.000 mm, y potencia
del motor, 25 CV.
El torno de la figura 19, es uno de los tornos mayores que se construyen en España. Sus características, por lo enormes, sólo son apropiadas para una fabricación determinada de grandes piezas, pues de no ser
así no resultaría económica. Tales tornos solamente se fabrican bajo pedido. Sus características son:
Altura de puntos: 450 mm.
Longitud entre puntos: 4.000 mm.
Potencia del motor: 25 CV.
La disposición de estos dos tipos de torno y en general todos, es
(véase en figuras 18 y 19) la siguiente:
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
Bancada.
Cabezal.
Plato de fijación.
Carros longitudinal y transversal.
Tablero del carro longitudinal.
Caja Norton.
Luneta o soporte.
—28—
8)
9)
10)
Torre portaherramientas.
Barras de cilindrar y roscar.
Cabeza móvil o contrapunto.
Si compara la disposición de estos dos tornos con el torno sencillo de
cilindrar y roscar de la figura 15, verá que es casi la misma, aparte del
conjunto 6 (Caja Norton) que el torno de la figura 15 no tiene, y de la
luneta de soporte, que no está representada en esta figura.
Conviene que usted estudie ahora este torno sencillo de cilindrar y
roscar para aprender la disposición de los mecanismos, así como sus denominaciones. Procure fijarse bien en las explicaciones y en la figura 20
y le resultará fácil comprender el funcionamiento del torno.
Figura 20. — Torno sencillo de cilindrar y roscar.
La bancada (1), como su nombre indica, es el banco donde se apoyan
o sobre el cual se deslizan los diversos dispositivos que forman parte del
torno.
En la parte izquierda de la bancada y sobre ésta, se monta el cabezal (2). El cabezal es el grupo motor de todos los mecanismos del torno,
ya que sobre él va montado el eje principal.
Sobre el eje principal va montada la polea escalonada, que es la que
—29—
Figura 21. — Torno moderno alemán, MARTIN.
recibe, por medio de correas, el impulso del motor y lo transmite por
tanto al eje principal.
En el extremo delantero de éste va montado el plato de fijación o.
mandril (3), sobre el que se fija la pieza a mecanizar que gira junto al
eje. Este transmite su movimiento de rotación mediante un engranaje
montado en su extremo posterior, a las ruedas cambiables, las cuales
hacen girar, según convenga, las barras de cilindrar y roscar (9).
El movimiento de rotación de las barras se transforma mediante un
dispositivo especial en un movimiento de avance del tablero (5), es decir,
mientras el eje tiene un movimiento de rotación, el tablero (5) puede
deslizarse sobre la bancada, arrastrando con él al carro longitudinal (4),
ya los carritos transversal y superior que están superpuestos sobre él.
Sobre el carrito superior va montada una brida o torreta (8), en la
que se fija la herramienta, la cual al desplazarse el carro longitudinal
empieza a cortar material de la pieza que está girando.
—30—
Figura 22. — Torno español, CUMBRE.
Finalmente, en la parte derecha de la bancada, va montado el contrapunto (10), que se utiliza como apoyo para piezas muy largas y como
soporte para herramientas.
Tenga usted en cuenta que el detalle de estos mecanismos los irá
estudiando en lecciones sucesivas; lo que ahora importa es que se aprenda los nombres de todos ios dispositivos señalados, al mismo tiempo queaprende a distinguirlos de vista y tiene ya una primera ¡dea de para qué
sirven en el torno.
En las figuras 21 y 22 se muestran, respectivamente, un torno moderno alemán de la casa MARTIN y otro español de la casa CUMBRE. El
parecido entre ambos modelos le permitirá comprobar que una vez se
haga perfecto cargo del funcionamiento dé un torno, le bastará un vis
tazo para que los demás modelos no le ofrezcan dificultad alguna.
31
TORNOS VERTICALES
Los tornos verticales fueron, como ya ha estudiado, los primeros tornos de tipo especial que aparecieron modernamente.
La característica principal de estos tornos es que, al estar proyectados para piezas de grandes dimensiones y mucho peso, el plato se dispone a ras del suelo, accionando por un eje vertical.
Figura 23. — Torno vertical: 1, montante de apoyo de las guías de los carros; 2, plato
de fijación de la pieza; 3, guías de los carros; 4, portaherramientas; 5, pieza trabajándose.
En la figura 23 se muestra un torno vertical de gran tamaño; para
hacerse una idea exacta de su tamaño, observe la figura del operario y si
la compara con el plato de la máquina, comprenderá que estos tornos
pueden tornear hasta piezas de 10 a 12 metros de diámetro (los más.
grandes), aunque los más corrientes suelen ser de unos 6 metros.
La disposición de los elementos de estos tornos varía grandemente
de la de los tipos normales de tornos, pues aunque estos elementos son
siempre los mismos, van montados de otra manera, como puede apreciarse en la figura.
—32—
TORNOS AL AIRE
La aplicación de los tornos al aire en el mecanizado de piezas consiste principalmente en trabajar piezas de gran diámetro y poca longitud; como lo indica su misma denominación, las piezas se montan al
aire, es decir, no suelen apoyarse en la contrapunta, sólo que en este caso,
al igual que en el torno cilindrico, el eje de trabajo es horizontal y la
pieza queda colgada al aire. Fíjese en el torno al aire de la figura 24.
Figura 24. — Torno al aire: 1, cabezal fijo: 2, contrapunta: 3, plato porta-piezas:
4, carro portaherramientas; 5, torreta graduada: 6, zapata fija: 7, polea escalonada:
8, dispositivo de reducción con triple eje auxiliar: 9, pernos pulidos.
Como la principal característica de estos tornos habrá de ser el mecanizar piezas de gran diámetro, se suprimió la bancada normal, quedando según se ve en la figura, dispuesto en dos piezas completamente
sueltas.
En la figura 25, se muestra un torno al aire moderno, con doble disposición de carros portaherramientas.
TORNOS REVOLVER
Ya se ha explicado anteriormente que la gran variedad de trabajos
que solían presentarse y las diferencias que había de unos a otros motivaron la fabricación de tipos especiales de tornos atendiendo primero
a la forma y dimensiones de la pieza (tornos verticales y al aire) y después, a la cantidad dé piezas iguales a fabricar.
—33—
Figura 25. — Torno al aire.
Estos tornos, cuya característica especial había de ser la de fabricar
o tornear una gran cantidad de piezas ¡guales, debían poseer una serie
de condiciones que obligaron a unos mecanismos distintos y a unas formas distintas del tipo general de la máquina.
El primer paso se dio con los llamados tornos revólver.
Diversos mecanismos (alimentación semiautomática, torre revólver,
y la gran cantidad de herramientas que pueden montarse) dan a este
tipo de torno una gran capacidad de trabajo. La importancia de este
tipo de torno y la gran cantidad de ellos en servicio, hace que más adelante, le dediquemos una lección exclusiva para estudiar y comprender
su manejo.
En la figura 26 se muestra un torno revólver, en el que se aprecian
los diversos mecanismos.
En la figura 27 verá un torno revólver en acción. La impresión que
causa ver tantas herramientas montadas, es de que es un torno de gran
producción, como efectivamente lo es, ya que además puede hacérselas
actuar con gran rapidez, gracias a la torreta revólver.
34_
Figura 26. — Torno revólver NÉSTOR, de Zaragoza: 1, bancada; 2, cabezal; 3, mecanismo de alimentación y palanca de accionamiento; 4, carro longitudinal; 5, torreta portaherramientas anterior y posterior; 6, torre revólver; 7, volante de accionamiento de la torre revólver.
—35—
Figura 27. — Torno revólver, trabajando.
TORNOS AUTOMÁTICOS
Los tornos automáticos modernos son los tornos que dan un rendimiento más elevado, a condición de que se utilicen en trabajos apropiados.
A semejanza del torno revólver, se proyectó para el mecanizado de
grandes cantidades de piezas iguales, pero más completo que aquél, el
torno automático, el cual una vez preparado realiza todas las operaciones
de manera automática.
Esto significa que todas las herramientas han de estar dispuestas de
manera que actúen en el momento preciso y en la forma conveniente.
Fíjese en el torno automático moderno de la figura 28, fabricado en
Suiza, y en el que se pueden apreciar sus principales mecanismos.
—36—
Figura 28. — Torno automático: 1, bancada;2, cabezal móvil-, 3, grupo de herramientas; 4, cabeza! principal; 5, dispositivo de alimentación automática.
La sincronización de las herramientas, es decir, la puesta en marcha
dé ellas y la salida justa de una en el preciso momento en que empieza a
cortar la siguiente, ha de ser muy precisa y se lleva a cabo, al igual que
tas operaciones de alimentar y cortar la pieza con el mando de unas levas
de disco o tambor, especialmente diseñadas para cada pieza.
En la figura 29 observe el torno automático de la figura 2 en pleno
trabajó. Se puede apreciar la disposición de las herramientas y la forma
en que trabajan.
Fíjese en la leva (1) que pone en acción a la herramienta (2) mediante el juego de palancas (9); cuando esta herramienta termina su operación, el juego de palancas hace que se retire y al mismo tiempo otra leva
—37—
Figura 29. — Torno de la figura 28 en pleno trabajo: C, cabezal móvil; 2 al 8,
grupo de herramientas de acción automática.
—38—
(oculta en la fotografía) pone en acción a la herramienta (3) y así sucesivamente. Hay ocasiones en que trabajan al mismo tiempo dos o más herramientas; la mayoría de las veces trabajan por lo menos una del grupo
vertical y otra del cabezal móvil.
Esta sincronización de trabajo hace que los tiempos que no son de
trabajo de corte de viruta sean reducidos al mínimo y el rendimiento es
formidable.
Los únicos inconvenientes son:
•
•
Que precisan unos preparadores especialmente formados.
Un juego completo de levas (una por cada herramienta que actúe)
para cada clase de piezas que se mecanice en el torno.
Aambos inconvenientes pueden atenuarse en parte:
• Organizando el trabajo de forma que un solo preparador atienda a
una batería de varios tornos.
• Procurando que la cantidad de piezas de una misma forma sea la
mayor posible, para que tenga que cambiarse el trabajo un número
mínimo de veces.
También este tipo de tornos, dada su importancia, será objeto de una
lección especial.
TIPOS ESPECIALES DE TORNOS
Por el mismo motivo que se tuvieron que construir todos estos tipos
de tornos que ha visto, salieron al mercado varios tipos más de tornos de
menor importancia que los vistos anteriormente, pero que vinieron a
llenar las necesidades dejadas por éstos y algunos de ellos, como el torno
copiador, no solamente a cubrir una necesidad, sino a superar el rendimiento obtenido en los tornos corrientes para una determinada clase de
trabajos.
EL TORNO COPIADOR
En realidad, la fabricación en serie de tornos copiadores no se ha emprendido hasta hace pocos años, pues al igual que los automáticos estos
tornos precisan de una fabricación especial de grandes series de piezas,
puesto que en caso contrario ya no resulta económica su adquisición. Por
su reducida variedad de trabajo, se han eliminado de este torno algunos
dispositivos corrientes en el torno paralelo.
—39—
En la mayoría de los talleres se solucionan estos inconvenientes,
montando en un torno paralelo corriente, un dispositivo-copiador, que se
coloca sobre el carro principal del torno como en la figura 30.
La forma de trabajar la herramienta es exactamente igual que en los
otros tornos, sólo que en éste, la acción de la herramienta viene ordenada por el dispositivo copiador.
Figura 30. — Dispositivo copiador de la casa JORDA, de Zaragoza, acoplado a un
torno de la misma marca: 1, dispositivo hidráulico; 2, portaherramientas; 3, pieza
patrón o plantilla; 4, puntos fijación del patrón.
NOMENCLATURA DE LAS OPERACIONES
QUE SE HACEN CON EL TORNO
Recordará que anteriormente hemos definido como operación de torneado, a todas las operaciones de cortes de superficies que se hacen en
las piezas que se tornean, es decir, que giran alrededor de su eje de rotación.
También se ha explicado anteriormente el principio o fundamento
—40—
del torno cilindrico o paralelo y que según este principio para la mecanización de superficies en el torno hay que combinar el movimiento de
la pieza con el de la herramienta.
\
Pieza: Un movimiento rápido de rotación (llamado de corte), alrededor de su eje.
Herramienta: Un movimiento lento, recto y muy regular en su avance sobre la bancada.
El nombre de torno cilindrico o paralelo viene precisamente de esta
particularidad.
El avance de la herramienta se efectúa siempre paralelamente al eje
de rotación.
Esto permite la construcción de piezas perfectamente cilindricas o
paralelas.
Las principales operaciones de torneado son:
a)
Cilindrado, es la construcción de superficies cilindricas por medio de
una herramienta (figura 31).
Figura 31. — Cilindrado.
b)
Refrentado, es la construcción de superficies planas, perpendiculares al eje de rotación o eje del torno (figura 32).
—41—
Figura 32. — Refrentado.
Figura 33. — Mandrinado.
c)
Mandrinado, es la construcción de superficies cilindricas interiores
(figura 33).
—42—
d)
e)
Torneado cónico, es la superficie construida cuando la herramienta
se desplaza oblicuamente al eje. Esta superficie cónica, puede ser
exterior o interior (figura 34).
Roscado, es la construcción, sobre la pieza de un surco que tenga
siempre la misma distancia entre cada una de las espiras (fig. 35).
Figura 34. — Torneado cónico.
Figura 35. — Roscado.
Figura 36. — Taladrado.
g)
f) Taladrado, es una operación igual a la de mandrinado, pero se
efectúa con otra clase de herramientas (figura 36).
Ranurado, es la construcción de gargantas o ranuras en una superficie exterior o interior (figura 37).
Cuando esta garganta llega a partir la pieza en dos, la operación se
llama tronzado.
Ranurado
Figura 37. — Ranurado.
Figura 38. — Moleteado.
h)
Moleteado, es la transformación de una superficie exterior mecanizada, mediante una herramienta especial, en una superficie que podríamos llamar erizada de puntos o granulada (figura 38).
Tenga en cuenta que éstas son las operaciones elementales, pues son
muchas más las que pueden realizarse en el torno, tal como estudiará en
lecciones sucesivas.
-45-
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
MÚLTIPLOS DE UN NUMERO
Se dice de un número que es múltiplo de otro cuando contiene a éste
un número exacto de veces.
Ejemplo:
45 es múltiplo de 5
21 es múltiplo de 7
A su vez:
45 es múltiplo de 9
21 es múltiplo de 3
porque contiene a éste exactamente 9 veces.
porque contiene a éste exactamente 3 veces.
porque contiene a éste exactamente 5 veces.
porque contiene a éste exactamente 7 veces.
De esos ejemplos se deduce que se llama múltiplo de un número el
producto o resultado de multiplicar este número por otro:
45 es múltiplo de 5 porque 5 X 9 = 45
21 es múltiplo de 7 porque 7 x3 = 21
Como a su vez:
45 es múltiplo de 9 porque 9 X 5 = 45
21 es múltiplo de 3 porque 3 x 7 = 21
DIVISORES DE UN NUMERO
Un número es divisor de otro cuando está contenido en éste un número exacto de veces:
Ejemplos:
5 es divisor de 45 porque lo contiene exactamente 9 veces.
7 es divisor de 21 porque lo contiene exactamente 3 veces.
A su vez:
9 es divisor de 45 porque lo contiene exactamente 5 veces.
3 es divisor de 21 porque lo contiene exactamente 7 veces.
De estos ejemplos se deduce también que un número es divisor de
otro cuando al dividir a éste el cociente o resultado de la división es
exacto, es decir, que no queda resto alguno.
5 es divisor de 45 porque 45 : 5 = 9
7 es divisor de 21 porque 21 : 7 = 3
Como a su vez:
9 es divisor de 45 porque 45 : 9 = 5
3 es divisor de 21 porque 21 :3 = 7
DIVISIBILIDAD DE LOS NÚMEROS
Se dice que un número es divisible por otro cuando dividido por este
otro número el resultado de la división es exacto, es decir, no deja resto
alguno. Así, siguiendo con los ejemplos anteriores:
el número 45 es divisible por 5 y por 9
el número 21 es divisible por 3 y por 7
Por el contrario, el número 45 no es divisible por 7 ni el número 21
es divisible por 5, puesto que en las dos divisiones queda un resto:
45 | 7
3
21 | 5
6
1 4
A continuación estudiará usted unas reglas por las que es posible conocer directamente, es decir, sin necesidad de efectuar la división, si un
número es divisible por 8 ó por 3 ó por 9 ó por 11.
—47—
CIFRAS PARES Y CIFRAS IMPARES
Se dice de un número que es par cuando al dividirlo por 2 el resto
es cero y se llaman impares aquellos números que al dividirlos por 2
dan un resto que no es cero (el resto de los números impares al dividirlo
por 2 es siempre 1).
De los números de una sola cifra son pares los siguientes: 2, 4, 6 y 8
y son impares el 1, el 3, el 5, el 7 y el 9.
CUANDO UN NUMERO ES DIVISIBLE POR 2 Un número es divisible por 2 cuando termina en cero o en cifra par.
Así, por ejemplo, y tal como puede comprobarse, los números 4, 500,
38, 1660 y 158972 son divisibles por 2.
CUANDO UN NUMERO ES DIVISIBLE POR 3
Un número es divisible por 3 cuando la suma de los valores absolutos de sus cifras es un múltiplo de 3. Por suma de los valores absolutos
de sus cifras se entiende la suma de las cifras que forman el número.
Fíjese en este ejemplo:
El número 2337 es divisible por 3 porque 2 + 3 + 3 + 7 = 15 y 15 es
múltiplo de 3 puesto que, a su vez, 1 +5 = 6, exactamente el doble de
tres.
Otro ejemplo:
El número 6864 es divisible por 3 porque 6 + 8 + 6 + 4 = 24 y 24 es un
múltiplo de 3, puesto que también 2 + 4 = 6.
CUANDO UN NUMERO ES DIVISIBLE POR 5
Un número es divisible por 5 cuando su última cifra es 0 ó 5.
Ejemplos:
Los números 710, 420, 62620 y los números 715, 4235 y 620865
son divisibles por 5; los primeros, porque su última cifra es cero, y los
otros, porque su última cifra es 5.
-48—
CUANDO UN NUMERO ES DIVISIBLE POR 9
Un número es divisible por 9 cuando la suma de los valores absolutos
de sus cifras es 9 ó múltiplo de 9. Ya se ha dicho anteriormente que por
la suma de los valores absolutos de sus cifras, se entiende la suma de las
cifras que forman el número.
Así, por ejemplo, el número 7125453 es divisible por 9 porque la
suma de sus cifras da un múltiplo de 9.
CUANDO UN NUMERO ES DIVISIBLE POR 11
Un número es divisible por 11 cuando la diferencia entre la suma de
Eos valores absolutos de las cifras de lugar impar y los valores absolutos
de las cifras de lugar par, es cero o un múltiplo de once. Para contar las
cifras de lugar par y las cifras de lugar impar es indiferente empezar por
la derecha o por la izquierda.
Esto parece a simple vista algo confuso, pero un ejemplo lo aclarará
perfectamente. Sirva para este ejemplo el número 537432418864. Empezando por la izquierda se marcan con el número 1 todas las cifras de
lugar impar, y con el 2 todas las cifras que ocupan un lugar par, es decir,
con 1, la primera cifra, con 2 la segunda, con 1 la tercera, etc.
5 3 7 4 3 2 4 1 8 8 6 4
(121212121212)
Se efectúa ahora la suma de las cifras que llevan el número 1, es decir, las cifras que ocupan los lugares impares:
5 + 7 + 3 + 4 + 8 + 6 = 33
Y por otra parte, se efectúa la suma de las cifras par que llevan el número 2, o sea las que ocupan los lugares pares:
3 + 4 + 2 + 1 + 8 + 4 = 22
La diferencia entre ambas sumas es 33 — 2 2 = 1 1 y como 1 1 es múl-
tipio de sí mismo, es decir, lo contiene una vez, el número antes indicado es divisible por 1 1.
NÚMEROS PRIMOS
Llámase número primo al número que sólo es divisible por sí mismo
y por la unidad. Por lo tanto, si se divide por otro número, la división no
es exacta.
Ejemplos de números primos: 1 1, 89 y 971. Tal como puede comprobarse, cada uno de estos números sólo es divisible por sí mismo y por
la unidad.
TABLAS DE NÚMEROS PRIMOS
Para mayor comodidad en los cálculos se dispone de tablas de números primos, es decir, se tienen ordenados en tablas todos los números primos comprendidos entre dos números determinados. Vea al final de la
lección una de estas tablas en la que están relacionados los números
primos comprendidos entre 1 y 1.000.
NÚMEROS COMPUESTOS
Todo número que no es primo procede de la multiplicación de números primos; por esta razón se dice que es un número compuesto. Así, por
ejemplo, el número 21 es un número compuesto puesto que 3 X7 = 2 1 ,
como también lo es el número 169, puesto que 13 X 1 3 = 169. Compruebe en la tabla que los números 3, 7 y 13 son números primos.
DESCOMPONER UN NUMERO EN SUS FACTORES PRIMOS
Para efectuar la descomposición de un número compuesto en números primos (factores.primos) se divide el número por su menor divisor
primo, mayor que la unidad, es decir, el más pequeño sin ser precisamente el 1. El cociente o resultado de la división se divide, asimismo,
por su divisor más pequeño y así sucesivamente hasta llegar a un cociente que sea 1. Para esta operación usted tendrá en cuenta las condiciones
de divisibilidad, así como la tabla de números primos.
La disposición para efectuar más cómodamente la descomposición es
—50—
la siguiente: se escribe el número y se traza una línea vertical a la derecha del número. Al lado derecho de la línea trazada se van colocando
uno debajo de otro los divisores más pequeños que se encuentran y al
lado izquierdo los cocientes que se hayan obtenido.
Fíjese en los siguientes ejemplos y comprenderá fácilmente las explicaciones anteriores, así como la sencillez con que se resuelven estos
cálculos.
l.er ejemplo:
Descomponer el número 840 en sus factores primos.
840
420
210
105
35
7
1
2
2
2
3
5
Comprobación:
2x2x2x3x5x7 = 840
7
El proceso que se na seguido es el siguiente:
El número 840, recordando las condiciones de divisibilidad, es divisible por 2 y por 5, pero como que 2 es el divisor más pequeño y superior a 1, se ha tomado el 2; al dividir 840 por 2 se obtiene el cociente
420, el cual también es divisible por 2, resultando un nuevo cociente;
este nuevo cociente es 210, que dividido también por 2 da el cociente
105; 105 es divisible por 3 y por 5, pero se escoge el 3 por ser el divisor más pequeño; el cociente obtenido con la nueva división es 35, que
al dividirlo por 5 da el resto 7; ahora bien, este número es número primo,
tal como puede comprobarse en la tabla y como los números primos son
solamente divisibles por sí mismo y por la unidad, se ha escogido el 7
con el cual se ha obtenido el resto 1. Así, pues, se han ido sacando divisiones hasta llegar a un número primo. Al llegar a éste la operación se
acaba dividiéndose dicho número por sí mismo.
2.° ejemplo:
Descomponer el número 2535 en sus factores primos.
2535
3
5
845
169
13
13
13
1
—51—
De esta descomposición, resulta que el número 2535 = 3 x5x 13x13.
Observe que los divisores no siempre son de una sola cifra. Cuando un
número no es divisible por un número primo de una sola cifra y dicho
número no figura en la tabla de números primos, debe buscarse un factor
primo de más cifras. Este es el caso del número 169.
COMÚN DIVISOR
Se llama común divisor de varios números, al número que puede dividir a todos ellos. Para hallar el común divisor de varios números se descomponen éstos en sus factores primos y el común divisor será el número
que se encuentra en todas las descomposiciones de los números.
Ejemplo:
Hallar el común divisor de los números 68, 16, 46 y 106
68 2
16 2
46 2
106 2
34 2
8
2
23 23
53 53
17 17
4 2
1
1
1
2 2
•1
Como puede verse; el número que está en todas las descomposiciones es el 2; por lo tanto, el 2 es el común divisor de los números 68,
16, 46 y 106.
MÁXIMO COMÚN DIVISOR
El máximo común divisor de varios números es el número mayor con
el que puede dividirse de forma exacta a todos ellos. Abreviadamente se
escribe m. c. d.
En un ejemplo se explicará cómo se procede para hallar el máximo
común divisor de varios números.
Hallar el mcd de los números 996 y 288.
Primeramente se descomponen en sus factores primos:
996
498
249
2
2
3
288
144
72
2
2
2
83
83
36
2
18
9
3
1
2
3
3
1
996 = 2x2x3x83
288 = 2x2x2x2x2x3x3
-52-
Los factores 2 y 3 se encuentran en las dos descomposiciones; se
mira el mínimo de veces que estos factores se encuentran en las dos descomposiciones-. El 2 se encuentra sólo dos veces en el 996 y el 3 una
sola vez también en el 996. Sin embargo en el número 288 el 2 y el 3 se
encuentran cinco, y dos veces respectivamente. Por lo tanto, se tomarán
dos veces el número 2 y una vez el 3. Se efectúa ahora la multiplicación
2 x 2 x 3 y el resultado es el m.c.d. de los números 996 y 288:
2x2x3=12
12 es, pues, el m.c.d. de los números 996 y 288. Compruebe que divididos los dos números por 12 las dos divisiones son exactas:
996
12
288
12
036
00
83
048
00
24
Con este ejemplo queda entendido que para hallar el máximo común
divisor de varios números se descomponen éstos en sus factores primos
y el m.c.d. será el producto de multiplicar entre sí los distintos factores
primos que sean comunes a todas las descomposiciones, tomados cada
uno de ellos, un número de veces igual al de la descomposición en que
estén menos veces.
Otro ejemplo:
Determinar el máximo común divisor de los números 5940, 2520 y
396.
5940
2970
1485
495
165
55
11
1
2
2
3
3
3
5
11
2520
1260
630
315
105
35
7
1
2
2
2
3
3
5
396
198
99
33
11
1
2
2
3
3
11
7
5940 = 2 x 2 x 3 x 3 x 3 x 5 x 1 1
2520 = 2 x 2 x 2 x 3 x 3 x 5 x 7
396 = 2 x 2 x 3 x 3 x 1 1
Los factores que son comunes a los tres números son el 2 y el 3;
puesto que de los otros el 5 falta en el número 396, el 7 falta en los
números 5940 y 396 y el 11 falta en el 2520.
—53—
Los números menores de veces en que se encuentran los factores
comunes son: dos veces el 2 en el número 5940 y en el 396 y dos veces
el 3 en el 396; por lo tanto el m.c.d. buscado será
*
m.c.d. = 2 x 2 x 3 x 3 = 36
TABLA 1
NÚMEROS PRIMOS DEL 1 AL 1.000
2
3
5
7
11
13
17
19
23
29
31
37
41
43
47
53
59
61
67
71
73
79
83
89
97
101
103
107
109
113
127
131
137
139
149
151
157
163
167
173
179
181
191
193
197
199
211
223
227
229
233
239
241
251
257
263
269
271
277
281
283
293
307
311
313
317
331
337
347
349
353
359
367
373
379
383
389
397
401
409
419
421
431
433
439
443
—54—
449
457
461
463
467
479
487
491
499
503
509
521
523
541
547
557
563
569
571
577
587
593
599
601
607
613
617
619
631
641
643
647
653
659
661
673
677
683
691
701
709
719
727
733
739
743
751
757
761
769
773
787
797
809
811
821
823
827
829
839
853
857
859
863
877
881
883
887
907
911
919
929
937
941
947
953
967
971
977
991
997
interpretacióndeplanos
LECCIÓN
PLANOS
Para que en un taller mecánico pueda construirse una pieza es necesario saber qué forma debe tener la pieza. Si se tuviera una pieza de
muestra y el mecánico pudiese ver en ella todos los detalles de su construcción y tomar sus medidas, indudablemente podría construir otra
igual. Pero en muchos casos no se puede tener una muestra porque
nunca se ha fabricado otra pieza como la que se quiere y en otros casos,
que son la mayoría, el mecánico no puede apreciar los detalles de la
pieza de muestra o el apreciarlos y el tomar las medidas le ocuparían
mucho tiempo y correría el riesgo de equivocarse.
Para, evitar los inconvenientes que presenta el trabajar con una
pieza de muestra es preferible trabajar teniendo como muestra un dibujo de la pieza en el que se vea la forma que debe tener y en el que se
indiquen las medidas y los detalles de su construcción; en algunos casos
bastaría con un dibujo como el que se muestra en la figura 1, que representa una pieza redonda de 30mm de grueso y 150 mm de largo; sin
embargo, este sistema no serviría para una pieza muy complicada y aún
en el caso tan simple como el de la figura el operario podría dudar de si
es completamente cilindrica (de igual grueso toda ella) o si es ovalada o
cínica. Es, pues, necesario que los dibujos estén hechos de manera que
no puedan confundirse y no quepa equivocación ni duda de cómo ha de
—55—
Figura 2
Figura 1
ser la pieza que representan; para ello el dibujo debe estar hecho de una
manera especial. Por ejemplo, la pieza de la figura 1 se dibujará en la
forma que se muestra en la figura 2. A esta forma especial de dibujos se
les llama planos.
Figura 4
Figura 3
-56—
Así, pues, los planos son unos dibujos hechos de modo especial
para representar la forma que debe tener una pieza, sus medidas y los
detalles de su construcción.
Mientras que cualquier persona puede ver y comprender en un dibujo hecho como el de la figura 1 la forma aproximada de la pieza, para
"verla" en un plano es necesario conocer el modo especial empleado
para representar las piezas en esta clase de dibujos y es muy difícil, por
ejemplo, que una persona que no haya visto ni manejado planos, vea
que la pieza representada en el plano de la figura 3 tiene la forma que
se muestra en la figura 4.
El operario debe conocer cómo se representan las piezas en los pianos, para saber en éstos la forma, las medidas y los detalles de la pieza
dibujada en el plano; a esto se le llama leer un plano o interpretar un
plano.
COMO SE REPRESENTA UNA PIEZA EN UN PLANO
Una pieza en un plano se representa por una o varias figuras que
se llaman vistas de la pieza; en la figura 2 se ve que la pieza de la
fig. 1 se ha representado por dos figuras; un rectángulo A y una circunferencia B; en la figura 3 se ve que la pieza de la figura 4 se ha representado con tres figuras.
Si se mira una pieza por un lado cualquiera, como se muestra en
la figura 5, se verá una figura formada por los bordes y las aristas o
cantos vivos que se ven desde este lado; en este caso, la figura que se
vería será la que se muestra en la figura 6, o sea un cuadro. Si se mira
la misma pieza por otro lado, como se muestra en la figura 7, la f i gura formada por los bordes de la pieza tendrá otra forma, que en este
caso será la que se muestra en la figura 8, o sea un rectángulo; estas f i guras son lo que se llaman vistas de una pieza.
La vista de la pieza de la figura 9, cuando se mira como se muestra
en dicha figura 9, tendrá una forma como la de la figura y cuando se
mira por otro lado (B en fig. 9), su vista tendrá una forma como la que se
muestra en la figura 11.
—57—
—58—
En las láminas 1 y 2 se presentan varias
piezas distintas y las vistas de las mismas correspondientes a cada uno de los lados que
indican las flechas, es decir las vistas de las
piezas mirándolas por las caras A, B y C que
señalan las flechas.
Las vistas de las piezas se trazan en los
planos como si las líneas de los bordes o
aristas se trasladasen al papel guardando las
mismas distancias que tienen en la pieza,
como se muestra en la figura 12. A las vistas así trazadas se les llama también proyecciones de la pieza.
Figura 12
En los planos para representar una pieza se pone el mínimo número
de vistas necesario para que no haya confusión de cómo es su forma.
En algunos casos, como en el de las figuras 1 y 2, basta con dos vistas;
en otros, con tres como el de las figuras 3 y 4, y cuando las piezas son
muy complicadas son necesarias más de tres vistas, como tendrá usted
ocasión de ver más adelante en otras lecciones de esta asignatura.
POSICIÓN DE LAS VISTAS EN EL PLANO
En los párrafos anteriores ha podido ver usted cómo una pieza se representa en el plano por sus vistas o proyecciones. Si tiene en cuenta que
el plano es en realidad una muestra dibujada de la pieza y que este dibujo lo hace una persona (el delineante o el proyectista), que sabe cómo es
la pieza, para que la construyan otras personas que no saben cómo es
hasta que no ven el plano, comprenderá fácilmente que es necesario que
en el plano se indique desde qué lados se mira la pieza para obtener cada
una de las vistas; es decir, si una de las vistas es la pieza mirada de frente, por la derecha, por la izquierda, por arriba, por debajo o por detrás.
Esto podría indicarse simplemente con letreros, como se muestra en la
figura 13, cuyas vistas corresponden a la pieza de la figura 14, pero esto
obliga a un esfuerzo para comprender la forma que tiene la pieza. Por
tal razón se ha acordado el colocar las vistas en los planos siempre en el
mismo orden. A continuación se va a ver cómo está establecido el orden
de las vistas en el plano.
En primer lugar se escoge una vista de la pieza procurando que sea la
más importante, porque sea la mayor o porque en ella se vean los detalles
importantes de la pieza; por ejemplo, de las vistas de la figura 13 se
—59—
LAMINA 1
-60—
LAMINA 2
—61-
Vista por
arriba
Figura 13
Vista de frente
Vista por la
derecha
Figura 14
podría tomar la indicada como vista de frente. La vista así escogida se
llama vista principal y también se le dan los nombres de vista de frente
y de alzado. Así, al decir cualquiera de estos nombres se debe recordar
que se refieren a la vista principal; por ejemplo, si se dice alzado de una
pieza o vista de alzado, es lo mismo que vista principal.
Alrededor de la vista principal se colocan las otras vistas en el siguiente orden (véase figura 15):
—62—
A la derecha de la vista principal se coloca la vista por el lado izquierdo
de la pieza.
A la izquierda de la vista principal se coloca la vista por el lado derecho
de la pieza.
Debajo de la vista principal, la vista por encima de la pieza.
Encima de la vista principal, la vista por debajo de la pieza.
La vista por detrás se puede colocar en cualquiera de los cuatro lugares siguientes:
Debajo de la vista por encima, encima de la vista por debajo, a la
derecha de la vista por la izquierda, o a la izquierda de la vista por la derecha; se dibujan en una u otra posición según el tamaño de la pieza y el
del plano, pero lo más corriente es que se dibuje a la derecha de la vista
por la izquierda.
En la figura 15 se muestra la forma de colocar las vistas en un plano
y en la figura 16 se muestran ordenadas las vistas de la figura 13 correspondientes a la pieza de la figura 14 (compruébelo viendo las figuras
13, 14 y 16).
No olvide usted nunca que en un plano pueden no estar todas las
vistas de una pieza, pues para mayor facilidad del dibujo y mayor claridad del plano sólo se ponen las que son necesarias para que se sepa cómo
es la pieza, pero siempre las vistas que haya en el plano se colocan en el
orden que se acaba de ver.
EJEMPLOS DE VISTAS Y SU
DISPOSICIÓN CORRECTA
Para que usted pueda comprender mejor lo estudiado en esta lección, en la lámina número 3 se presentan una serie de piezas y las vistas necesarias para su representación en el plano, ordenadas correctamente.
Figura 16
LAMINA 3
—64—
Tomo 2
conocimientos
generalesdemecánica
LECCIÓN
COBRE
El cobre es un metal de color amarillo calabaza, que es muy utilizado en los aparatos eléctricos.
Tiene la particularidad de que no se oxida como ocurre con el
hierro y el acero. Es muy resistente a la tracción, esto es, cuesta mucho
romperlo estirando.
Para tener ¡dea exacta del metal cobre, sólo tenemos que examinar un cable de conducción de electricidad. Los hilos que conducen electricidad son de cobre, así como las piezas interiores de los aparatos eléctricos a través de los cuales ha de pasar la electricidad. Las monedas
antiguas solían ser de cobre.
El cobre tiene la propiedad de ser el metal mejor conductor de la
corriente eléctrica, es decir, el que con más facilidad la deja pasar
El cobre es un metal muy caro, por lo que en mecánica se suele
emplear muy poco en estado puro, esto es, cobre solo; son empleados
en gran escala las aleaciones de cobre, de las cuales las más importantes son el latón y el bronce.
—65—
LATÓN
El latón es una aleación de cobre y cinc. Según la proporción que
se ponga de estos dos metales se tendrá una u otra clase de latón.
El latón rojo tiene un 90 % de cobre y un 10 % de cinc. A medida que se le va poniendo más cinc, se obtiene el latón de un tono amarillo más claro. El latón amarillo normal tiene un 70 % de cobre y un
30 % de cinc. También se le pone algo de plomo para que sea más
fácil de mecanizar, ya que se hace algo más blando.
BRONCE
Se da el nombre de bronce a las aleaciones de cobre y estaño, aunque a veces tengan estas aleaciones otros metales, como plomo, cinc,
fósforo, hierro, etc., en pequeñas cantidades.
Las clases de bronce son muy numerosas, según la proporción de
cobre y estaño que haya en la aleación.
BRONCE CAÑÓN
El bronce cañón con 90 % de cobre y 10 % de estaño era un bronce que se utilizaba antiguamente para hacer cañones y que ahora se
utiliza para hacer válvulas, cojinetes y toda clase de piezas que hayan
de resistir grandes esfuerzos y que no deban oxidarse.
BRONCE FOSFOROSO
El bronce fosforoso, que tiene una pequeña cantidad de fósforo,
es muy utilizado en mecánica para cojinetes de ejes, como veremos
en esta misma lección.
METAL BLANCO O DE ANTIFRICCION
El metal blanco o metal de antifricción, como indica su nombre es
un bronce muy blanco utilizado para cojinetes que deben soportar grandes esfuerzos sin desgaste. Contiene cobre, estaño y antimonio.
—66—
ALUMINIO
Este metal es cada día más utilizado. Es blanco brillante y muy
poco pesado, propiedad ésta que es la que hace que sea más útil
cada día.
Aparte de pucheros, cacerolas y toda clase de elementos de cocina,
su utilidad en mecánica es muy grande.
Las piezas que no han de resistir grandes esfuerzos se tienden a
hacer de aluminio, ya que el mecanizado es mucho más rápido. Por otra
parte el hecho de que es bastante resistente y pese poco, hace que sea
muy empleado en aviación y otras aplicaciones donde el peso propio
de las piezas es una cuestión muy importante.
Modernamente los aviones van teniendo cada vez más elementos
de aluminio. Si se observa un avión moderno que le dé el sol, se le verá
brillar debido a que las chapas con que están construidas las alas y
fuselaje son de aluminio.
MODO DE FUNDIR UNA PIEZA
Cuando se quiere hacer una
pieza de fundición, lo primero que
se hace es fabricar una pieza de
madera igual a la que queremos y
que se llama modelo. En la figura 8,
vemos un modelo para fundir una
rueda.
Una vez fabricado el modelo
de madera se moldea en una caja Figura 8. — Modelo de madera para fundir una pieza.
llamada caja de moldeo, la cual está
llena de arena, que se aprieta fuertemente alrededor del modelo. Esta caja está formada por dos partes
(ver la fig. 9), y al moldear la pieza se hace coincidir de modo que
quede la mitad del modelo en una media caja y la otra mitad en otra
media caja. De este modo, separando las dos mitades de la caja, se
puede sacar el modelo de madera que sirve para fundir otras piezas,
quedando, al volver a juntar las dos medias cajas, tal como indica la
figura 9. Como la arena está muy apretada no se cae al abrir y cerrar
—67—
Figura 9. — Sistema de moldear y fundir una rueda como la de la figura 8; 1, parte
superior de la caja de moldeo; 2, parte inferior de la caía de moldeo: 3, arena de
moldeo; 4, hueco dejado por el modelo de la pieza después de sacarlo; 5, agujero por
donde se echa el hierro líquido; 6, hierro fundido líquido; 7, cazo para echar el
hierro líquido.
Se le hace, además, un agujero, 5, por el cual se echa el hierro fundido
que llena todo el hueco
Una vez enfriado el hierro,
como ya está sólido, se abre la caja,
se quita la arena y se encuentra la
pieza tal como se ve en la figura 10.
Para tener la pieza ya lista de
fundición, se corta por A, quedando
la pieza tal como queríamos.
El trozo que se corta y sobra se
llama colada, y la parte A, de donde
se corta, hay que vigilarla mucho,
ya que suele tener poros que pueden
hacer que la pieza no sirva. El operario que mecaniza una pieza en Figura 10. — La rueda de la figura 9,
del molde de arena. —
fundición deberá ver si tiene poros una. vez 1.sacada
Colada. —2. Pieza.
a medida que la va mecanizando, ya que si los tiene, la pieza se debe
tirar y por tanto, no se debe terminar de mecanizar.
Se llaman poros de fundición a unos agujeros que suelen ser pequeños, formados al fundir la pieza, bien porque queda aire o arena
dentro del hierro líquido antes de endurecerse.
El operario debe observar estos poros, ya que, caso de que tengan
arena estropean las herramientas.
También se debe tener en cuenta en las piezas fundidas, que la
superficie exterior es mucho más dura y algunas veces suele tener pegados granitos de arena que estropean el filo de las herramientas. Para
estos casos, como veremos más adelante, se mecaniza primero con una
herramienta la capa de fuera, que es más dura, y después se hace el
mecanizado normal necesario con otra herramienta. Estas operaciones
se llaman de desbaste la primera y de acabado la segunda, como veremos más adelante.
PIEZAS DE ACERO FUNDIDO O DE OTRO MATERIAL
El sistema de fundir las piezas es igual al descrito para el hierro
fundido, sólo que en lugar de echar hierro líquido fundido, se echa
acero fundido, aluminios, bronce, o el metal que queramos.
PIEZAS FORJADAS
Son piezas forjadas, aquellas a las cuales se les da forma a «base
de golpearlas calentándolas. Este sistema es el mismo que emplean los
herreros para hacer una herradura u otra pieza cualquiera. Cuando se
quieren hacer piezas muy grandes, en lugar de golpear con un martillo, se golpea mediante máquinas de golpear llamadas martinetes.
Las piezas forjadas tienen la ventaja de que son mucho más fuertes que las fundidas, pero son más caras, y hay algunas piezas complicadas que, por tener agujeros interiores, no es posible hacer por el
forjado.
PIEZAS ESTAMPADAS
Cuando se necesita hacer una pieza con una forma determinada en
material forjado y que sea mejor terminada que con la forja, o bien
que se necesitan hacer muchas piezas, se recurre a hacerlas estampadas.
—69—
Figura 11.—-Forma de estampar una pieza. —1. Brazo de la prensa. — 2. Parte
superior de la matriz. — 3. Pieza estampada. — 4. Parte inferior de la matriz. —
5. Mesa de la prensa.— 6.Rebabas.
Para ello se hace una matriz o estampa (de las dos formas se
llama), que dividida en dos partes tenga la forma de la pieza.
Estudiemos, para más claridad, la figura 1 1.
Se quiere estampar una pieza como la 3 de la figura 1 1. Se hace
una matriz o estampa dividida en dos partes: la superior (2) y la inferior (4), las cuales tienen cada una la forma de media pieza. Si ponemos entre ambas un trozo de acero caliente y las juntamos fuertemente
con una máquina muy potente llamada prensa, el trozo de acero caliente tomará la forma de las matrices formando una pieza como la 3,
ya que el acero caliente sometido a una fuerza tan grande, es como
si fuese de cera y se desparrama por todo el hueco.
Las prensas de estampar piezas de acero, tienen a veces fuerza de
un millón de kilos y más.
Alrededor de las piezas estampadas quedan unas rebabas por la
parte en que se unen las dos mitades de la matriz. Estas rebabas hay
que tenerlas en cuenta al mecanizar la pieza, ya que suelen ser muy
duras y pueden estropear las herramientas.
Se llaman rebabas, en general, al material que queda al efectuar
algunas operaciones en el acero u otro material. Este material tiene la
-70—
forma de babas o barbas, por lo cual se le da el nombre de rebabas o
rebarbas.
Si nosotros rasgamos un papel con la mano, queda en el borde
una especie de barba irregular; esto hecho en el hierro o material de
que trate, son las rebabas, que tienen esta misma forma.
Hay que tener cuidado con las rebabas, que suelen producir cortes
en las manos si se manejan las piezas sin mirar si hay o no rebabas.
ROZAMIENTO
Si nosotros ponemos una piedra encima de una roca y la empujamos, tendremos que hacer un cierto esfuerzo para moverla. Esto es
debido a que la piedra roza contra la roca, es decir, hay rozamiento entre la piedra y la roca. Cuanto más pese la piedra más costará moverla, esto es, habrá más rozamiento.
Exactamente lo mismo ocurre con las piezas en Mecánica. Al
deslizarse una encima de otra, hay un rozamiento que tiende a impedir
este deslizamiento.
El rozamiento produce calor. En efecto, si nosotros deslizamos la
piedra sobre la roca varias veces, veremos como se calientan las superficies de roce.
En Mecánica, el calor producido por el rozamiento hace que las
piezas se dilaten, esto es, se ensanchen, haciendo que se atasquen y
no se puedan mover. Esto es lo que se llama en mecánica agarrotarse
las piezas. Esto debe evitarse, ya que estropea las piezas y, por tanto,
las máquinas.
El rozamiento nunca se puede hacer desaparecer, pero lo que sí
se puede hacer es disminuirlo considerablemente. Para ello se emplean
varios procedimientos. El más normal es el del engrase. Esto es, se
pone aceite o grasa en las superficies que rozan y disminuye el rozamiento.
En efecto, si en el ejemplo que pusimos al principio ponemos
grasa o aceite entra la piedra y la roca, veremos que resbala con mayor facilidad.
El rozamiento también varía según los materiales que rozan entre sí. Es decir, si en lugar de mover la piedra rozando sobre una roca,
la movemos rozándola contra una chapa de hierro, veremos que cuesta
menos de resbalar. Lo mismo ocurre en las máquinas; según los materiales que rocen, hay más o menos rozamiento.
En la figura 12 vemos un eje de acero, que debe girar sobre dos
—71
Figura 12.— Soportes de un eje que gira. — 1. Soporte de fundición. — 2. Eje de
acero. — 3. Soporte de fundición. — 4. Cosquillo de bronce fijo al soporte.
soportes. En el soporte 1, el eje de acero gira directamente sobre el
soporte de fundición. Aquí habrá un gran rozamiento, ya que el acero
rozando con la fundición da mucho rozamiento y es fácil que se agarrote.
En el soporte 3, se ha colocado un casquillo, 4, de bronce entre
la fundición del soporte y el acero del eje, de modo que el eje gire sobre el bronce. Aquí habrá poco rozamiento, ya que el acero rozando
con el bronce da poco rozamiento.
El casquillo 4 de la figura 12 es lo que se llama en mecánica un
cojinete de bronce.
En general, todas las piezas que se colocan para disminuir el rozamiento, se llaman cojinetes.
COJINETES DE BOLAS
Los cojinetes de bronce tienen la ventaja de que son baratos y
fáciles de mecanizar, pero, sin embargo, no resisten grandes cargas,
Figura 13. — Cojinete de bolas normal, de una hilera de bolas.
—72—
esto es, si se les somete a trabajos muy fuertes no duran mucho, ya
que se desgastan en seguida.
Debido a esto, las máquinas modernas van provistas de cojinetes
de bolas o de rodillos.
Son cojinetes de bolas unas piezas como las de la figura 13, construidas con aceros especiales muy duros y de difícil desgaste. Constan,
como se ve, de dos aros, uno exterior y otro interior,entre los cuales
hay colocadas una serie de bolitas de acero sobre las cuales se apoyan
y giran los aros. Tanto las bolas como los aros están mecanizados con
mucha exactitud y precisión, teniendo las superficies de contacto muy
finas, sin una sola raya.
En la figura 14 vemos el empleo de un cojinete de bolas para el
apoyo del extremo de un eje.
Figura 14.— Detalle del apoyo de un eje 1, en un bastidor de fresadora 3, mediante
un cojinete de bolas 2. — 1. Eje que gira.—2. Cojinete de bolas. — 3. Soporte fijo.—
4. Tapeta fijación cojinete. — 5. Tornillos fijación tapeta.
Además de los cojinetes de una hilera de bolas como el de la f i gura 13, hay también de dos hileras de bolas como el de la figura 15, de
rodillos cilindricos como el de la figura, 16, y de rodillos cónicos como el
de la figura, 17.
El de rodillos cónicos tiene la ventaja de que puede soportar, ade—73—
Figura 15. — Cojinete de
doble hilera de bolas.
Figura 16. — Cojinete de
rodillos cilindricos.
Figura 17. — Cojinete de
rodillos cónicos.
más de los esfuerzos normales que aguantan los otros cojinetes, gran
des esfuerzos en sentido de la fuerza, F (ver fig. 17). También tienen
la ventaja de que cuando se desgastan se pueden volver a ajustar desplazando el arco interior en sentido de la fuerza F, volviéndose a poder
utilizar. En cambio, los demás cojinetes se desgastan y hay que tirarlos
Todos los cojinetes de todas clases es preciso engrasarlos Los co
jinetes de bolas y de rodillos necesitan muy poco engrase, pero no
pueden trabajar sin grasa o aceite porque se estropean.
—74—-
técnica torneado
LECCIÓN
TRABAJO DE CILINDRADO
En la lección anterior usted estudió la denominación de las principales operaciones que pueden hacerse en el torno; la más importante
de estas operaciones y, en realidad, la que motivó la invención del torno, es la operación de cilindrar.
Usted recuerda que se llama cilindrado a la construcción en el torno de superficies completamente cilindricas, siempre que estas superficies sean exteriores, es decir, las partes de fuera de las piezas.
Vea en la figura 39 la formación de una superficie cilindrica o,
lo que es lo mismo, una operación de cilindrado, puesto que así se denomina indistintamente toda operación de este tipo que se realice en
el torno, sea la pieza del tamaño que sea, así como la herramienta empleada.
La única diferencia que es necesario indicar en todo trabajo de
cilindrado es si ha de ser acabado o de desbaste, es decir, si ha de quedar una superficie fina o de acabado o bien con una superficie basta
o de desbaste. Más adelante estudiará cómo se procede en uno y otro
caso; sepa ahora la conveniencia de esta indicación, pues podría ocurrir que unas piezas que requiriesen un cilindrado fino quedaran inutilizadas si se las dejara con una superficie basta.
—75—
Figura 39. — Operación de cilindrado.
TORNO SIMPLE DE CILINDRAR
Fíjese en el torno de la figura 40; se trata de un torno sencillo de
cilindrar a mano. En realidad, es el primer tipo de torno que se construyó y al que le han sido añadidos mecanismos y dispositivos que han ampliado extraordinariamente sus posibilidades.
Este es el torno que usted estudiará primero, pues le permitirá
comprender mejor el funcionamiento de cualquier torno y de la forma
que pueden realizarse en él toda clase de operaciones, que si empezara con el estudio de un torno de tipo moderno, por ser éstos más
complicados. Al torno simple de cilindrar a mano se le añadiría a lo
largo del curso mecanismos y dispositivos hasta llegar a los tornos más
modernos, de forma que su estudio hará que usted conozca el torno al
detalle y lo domine perfectamente que es, precisamente, lo que usted
espera de nuestro Curso.
BANCADA
La bancada (1 de la figura 40) es, como su nombre indica, el banco
o mesa donde se colocan, sujetan o deslizan las demás piezas o grupos
que componen el conjunto del torno.
—76—
Figura 40. — Torno sencillo de cilindrar. — 1. Bancada. — 2. Patas. — 3. Zóca/o tubular. — 4. Cabezal fijo. — 5. Cono de poleas. — 6. Plato universal portapiezas. —
7. Torre portaherramientas. — 8. Carro superior. — 9. Cabezal móvil o contrapunto. —
10. Barra de cilindrar. — 11. Cremallera. — 12. Carro longitudinal. -—13. Carro transversal, 14, Tablero del carro. — 15. Guitarra. — 16. Eje principal. — 17. Eje de reducción. — 1. Eje de ruedas,
La bancada puede ser de una o dos piezas, aunque lo más corriente en los tornos paralelos es que sea de una sola pieza que va montada sobre unas patas (2) que la sitúan a la altura conveniente.
Las bancadas se construyen de hierro fundido y en un principio
eran de sección plana (fig. 41), pero después se comprobó que cons-
Figura 41. — Sección de bancada plana.
Figura 42. — Bancada prismática. — 1. Alojamiento de la cremallera.
-78-
truidas de sección prismática, es decir, en la forma representada en la
figura 42, se repartían mejor los esfuerzos a que se sometía al trabajar, se conseguía una mayor duración de la superficie de la bancada, puesto que se conservaba fina y perfectamente plana durante
más tiempo y, por consiguiente, se lograba una mayor precisión en
los acabados.
Puede decirse que la calidad de los trabajos obtenidos en un
torno, depende mitad y mitad de la bancada y del cabezal, sin que
esto signifique que hayan de descuidarse los demás elementos del torno
ya que, en realidad, todos y cada uno de ellos influye en mayor o menor
grado en el perfecto acabado de las piezas que en él se tornean.
Observe en la bancada de la figura 42 el perfecto acabado y pulido de las guías y la forma en que gruesos nervios unen a las mismas
a fin de darles mayor resistencia.
ZÓCALO
En los tornos modernos han sido eliminados y sustituidos, casi por
completo, las patas (2 de la figura 40) de las bancadas por unas piezas
en forma de caja, que reciben el nombre de zócalos. Estos zócalos
son de forma tubular y son mucho más resistentes y más rígidos que
las patas. Además, su espacio interior puede aprovecharse como armario
para guardar los accesorios de la máquina.
Figura 43. — Zócalo CUMBRE de una sola pieza
—79—
Figura 44. — Zócalo de la parte posterior para tornos de mediana potencia
(Torno Cumbre).
Vea en la figura 43 un zócalo de un solo cuerpo, o sea de una sola
pieza, y en la figura 44, otro que, aparte de servir de pata de la bancada, puede aprovecharse su interior para guardar los accesorios.
Generalmente en los tornos pequeños modernos, el zócalo es semejante al de la figura 43 y la bancada descansa en toda su longitud
sobre él.
En los tornos de mediana potencia, es decir, de más de 4 CV (caballos), se monta un zócalo como el de la figura 44, a cada extremo
de la bancada, siendo el destinado al extremo en que va apoyado el cabezal mucho más reforzado que el otro zócalo
FIJACIÓN DE LOS ZÓCALOS
La bancada se fija a los zócalos o patas con tornillos. Esta fijación
ha de ser muy fuerte y segura, ya que si bien el propio peso de la bancada y mecanismos superiores contribuye a la inmovilidad, de no ser
la fijación suficientemente segura, al poner la máquina en marcha, se
producen vibraciones en todo el conjunto que repercuten en su funcionamiento y en el acabado de las superficies a trabajar. Eso tiene mucha
—80-
importancia, sobre todo, en tornos de tipo pequeño, debido a su relativo poco peso, el cual debe ser alrededor de los 700 kilogramos.
Asimismo, es muy importante para el buen rendimiento del torno,
en cuanto a calidad de trabajo, que su instalación y anclaje en un buen
pavimento o suelo, así como su nivelación, sean perfectos. Eso se logra
con unos tornillos colocados junto al anclaje que permiten regular la
altura conveniente para cada pata, tal como se muestra en la figura 45
o bien con unas cuñas como en la figura 46.
Figura 45. — Forma de anclaje con tornillo de nivelación. — 1. Pata de la máquina.— 2. Tornillo de anclaje.— 3. Cuñas de nivelación.
Figura 46. — Anclaje con cuñas de nivelación. — 1. Pata de la máquina. — 2.
Tornillo de anclaje. — 3. Cuñas de nivelación.
En el caso de que no se fijen en el suelo, como ocurre con los tornos pequeños para decolletaje y revólver, se colocan sobre una alfombra
de corcho o goma, que les sirve de amortiguador.
CABEZAL FIJO
Compruebe en 4 de la figura 40 que sobre la parte anterior izquierda de la bancada va montado el cabezal fijo. Se llama cabezal
fijo porque va fijado a la bancada mediante unos tornillos y, su po—81—
sición debe ser invariable durante el trabajo, si bien va provisto de unos
tornillos de reglaje, para corregir cuanto sea necesario su posición sobre la bancada.
Vea en la figura 47 el cuerpo del cabezal; es de hierro fundido y
se fija sobre la bancada con los llamados tornillos de fijación. El cuerpo
del cabezal sirve principalmente de apoyo o soporte del eje principal,
el cual mediante unas tapas postizas se fija de forma que pueda girar.
Figura 47. — Fijación del cabezal a la bancada. Las flechas indican el desplazamiento
del cabezal para conseguir una perfecta alineación del eje de trabajo. — 1. Cuerpo
del cabezal. — 2. Tornillos de fijación. — 3. Bancada. — 4. Eje del cabezal. — 5. Tapas del eje. — 6. Rosca para montaje del plato. — 7. Punto.
Anteriormente ya se le ha indicado al hablar de la bancada, la importancia del cabezal en este tipo de tornos y, en general, en todos
los tipos.
El buen funcionamiento del cabezal depende del buen acabado y
de la precisión conseguidos en la fabricación del eje del cabezal y del
cuidado que se haya puesto en su montaje sobre el cuerpo. Es esencial
—82—
que el eje del cabezal se deslice en forma suave y silenciosa para lograr
un acabado fino de las superficies torneadas.
El eje va apoyado sobre unos cojinetes montados en el cuerpo del
cabezal, con dispositivos de reglaje, de manera que pueda ser ajustado
para compensar los desgastes. Vea en la figura 48, cómo se monta el
eje sobre los cojinetes cónicos de compensación en el torno de tipo
sencillo que usted ahora estudia.
Figura 48. — Reglaje del juego del eje del cabezal. — 1. Eje. — 2. Cuerpo del cabezal. — 3. Cojinete de bronce partido. — 4. Punto del torno. — 5. Tapa de fijación.
El giro del eje ocasiona un desgaste en los cojinetes, y la holgura
que resulta del desgaste, hace que el eje baile en su alojamiento; este
movimiento produce una especie de surcos en la superficie torneada.
Para evitar este inconveniente se desplaza el cojinete según indica la flecha de la figura 48, y de esta forma se ajusta de nuevo, ya que una ranura abierta en toda su longitud permite el cierre del cojinete.
En los tornos modernos se ha sustituido este sistema de cojinetes
de bronce por el de cojinetes de bolas, figura 13, de los que ha estudiado en la Asignatura de CONOCIMIENTOS GENERALES DE MECÁNICA.
Los cojinetes de bolas tienen una mayor duración, ya que el esfuerzo se hace sobre las bolas; éstas son construidas de acero templado
durísimo, muy resistentes al desgaste. Además, estos cojinetes tienen
la ventaja de ser fácilmente reemplazables cuando se desgastan ya que
ajustan dentro de un mismo tipo exactamente a las mismas medidas.
—83—
Fíjese en la figura 49 y comprenderá la importancia de que los
cojinetes de bolas sean exactamente
de las mismas medidas, ya que un ligero juego en las superficies en que se
ajustan equivaldría al mismo inconveniente por el desgaste ocasionado de
los cojinetes cónicos.
La posición del cabezal sobre la
bancada debe ser tal que el eje debe
estar exactamente paralelo a la misma, sin desviación alguna; de lo
contrario no se obtendrían superficies cilindricas paralelas. Recuerde
lo estudiado en la lección 1 .ª sobre
49. — Montaje del eje del cabeel movimiento de la herramienta y Figura
zal sobre cojinetes de bolas. — 1. Eje.—
de la pieza.
2. Cuerpo del cabezal. — 3. Cojinete de
Para corregir una posible des- bolas. — 4. Punto del torno. — 5. Tapa
de fijación. — 6. Portacojinete. — 7. Taviación a un lado o hacia otro se
pa de cojinete.
montan los tornillos de reglaje del
paralelismo.
En la figura 50 se indica la posición bajo el cabezal de los tornillos
de reglaje del paralelismo, destinados a mantener el eje de trabajo
completamente paralelo a la línea de la bancada. Se llama reglaje porque, mediante su movimiento o reglado puede desplazarse ligeramente
Eje del torno
Bancada
completamente paralelo
Figura 50. — Dispositivo del reglaje del paralelismo. Girando los tornillos según se indica, el cabezal se desplaza según la flecha, y viceversa.
—34—
el cabezal en un sentido o en otro, y una vez en su posición correcta,
se procede a fijarlo definitivamente con los tornillos de fijación, fig. 47
El eje o árbol principal es hueco, de acero templado, muy duro, y
por duro, muy resistente al desgaste; es el que recibe el movimiento del
motor y lo transmite a la pieza para hacerla girar.
Puede definirse al conjunto del cabezal como órgano motriz o portapieza.
Fíjese en el conjunto completo del cabezal del torno sencillo de cilindrar a mano representado en la figura 5 1 .
Figura 5 1 . — Cabezal de turno sencillo de cilindrar.— 1. Bancada. — 2. Pivote de
arrastre. — 3. Cono de poleas. — 4. Engranaje del eje principal. — 5. Cuerpo del cabezal. — 6. Tapa portaco jinetes. — 7. Engranajes del eje de reducción. — 8. Correa. —
9. Tapa fijación eje. — 10. Eje de reducción. — 11. Eje principal.— 12. Tapa del cojinete.
CONO DE POLEAS DE CABEZAL
Sobre el eje principal va montado el cono de poleas, generalmente
con tres llantas y los engranajes del eje. La fuerza o impulsión la recibe
-85—
el cono desde una transmisión general al torno, por medio de las correas
de impulsión se hace girar el cono de poleas y, en consecuencia, el eje
principal.
El estar dispuesto el cono de poleas con tres medidas diferentes es
para conseguir diferentes velocidades. Lo comprenderá rápidamente:
Si usted observa cualquier rueda que gire a cualquier velocidad
podrá comprobar que la superficie exterior gira más deprisa que el cubo
central, a pesar de que el cubo central da, como es natural, las mismas
vueltas.
Fíjese en el esquema B de la figura 52. Si se hace girar la rueda se
Figura 52. — Transmisión por cono de poleas. Del esquema B puede deducir que a
mayor distancia del centro de giro, mayor es la velocidad. A mayor velocidad de la
correa se obtiene, mayor rapidez en el giro del eje del punto. — 1. Cono de poleas de
la transmisión. — 2. Eje de transmisión general. — 3. Correa. — 4. Cono de poleas del
cabezal. — 5. Eje del cabezal. — 6. Engranaje para engranar el eje de reducción.
—86—
observa que cuanto más alejada está la superficie exterior de rotación
del centro de rotación, más camino debe recorrer para dar las mismas
vueltas que el cubo central, pero mucho más aprisa, ya que debe darlas
en el mismo tiempo.
En los tornos antiguos, el movimiento se toma de una transmisión
general que puede servir para varias máquinas a la vez. Esta trasmisión
consta de un eje principal movido por un motor eléctrico y un cono de
poleas acoplado al eje para disponer de varias velocidades, de forma que
del eje se pueda tomar el movimiento de giro para las diferentes máquinas.
Como que la impulsión se realiza por correa, se disponen los conos
de forma que, con una determinada longitud de correa, pueda ponerse
cualquiera de las tres velocidades (una por garganta); es decir, se montan los conos de manera que, el diámetro grande de la polea de la transmisión corresponda siempre el diámetro pequeño de la polea del eje principal del torno (fig. 52).
Así, pues, y según lo explicado anteriormente, al diámetro pequeño del cono de poleas del torno, le corresponderá la máxima velocidad,
puesto que el movimiento le vendrá precisamente del diámetro mayor
de la polea de transmisión, que es el más rápido. Por lo tanto, se dispone de tantas velocidades distintas como escalones se monten en los
conos de poleas.
EJE AUXILIAR DE REDUCCIÓN
A efectos de poder disponer de una doble gama o escala de velocidades, se dispuso el montaje de eje auxiliar de reducción (figura 51).
El funcionamiento o, mejor dicho, la utilización del eje de reducción, tiene por objeto doblar el número de velocidades a obtener, es
decir, el disponer de una gama o escala más amplia de velocidades a
escoger para un aprovechamiento más económico de las velocidades
de corte.
Fíjese en el esquema de la figura 52 y compruebe que a cada una
de las poleas del cono corresponde una velocidad del eje del torno y
que precisamente por cada vuelta del cono corresponde una vuelta del
eje principal del torno. En este caso se dice que la relación entre las
velocidades del cono de poleas del cabezal y del eje principal es de 1 :1
signo: se lee es a).
—87—
El montaje del eje auxiliar de reducción tiene por objeto conseguir variar esta relación el embragado, es decir, que al acoplarlo la velocidad
del giro del eje principal del torno sea distinta a la velocidad del giro del
cono de poleas, que lo mueve. Se dispondrá así de dos velocidades del giro
del eje por cada una de las poleas del cono, una con el eje de reducción
desembragado y otra con el eje de reducción embragado. A la nueva serie
de velocidades así obtenidas se les llaman velocidades reducidas, ya que son
precisamente más lentas que las obtenidas directamente.
Vea en la figura 53 la disposición del eje principal y del eje auxiliar de reducción.
Cuando la relación es directa, o sea cuando no se acopla el eje de
reducción y se va de la transmisión general al eje del torno, se dice que
se obtienen velocidades directas o rápidas y cuando se acopla el eje de
reducción, se obtienen velocidades reducidas o lentas.
Antes de ver cómo se transforman las velocidades directas en velocidades reducidas, mediante el eje de reducción, fíjese en la forma de
producirse una velocidad directa.
Al cono de poleas se le ha añadido un piñón de reducción (1) en
su extremo trasero y dicho piñón forma una sola pieza con el cono. En
la parte anterior de éste y formando una pieza suelta del cono, se ha
montado la rueda llamada de velocidades directas (3).
El movimiento recibido por el cono de poleas es transmitido a la
rueda de velocidades directas, mediante un pivote (4) de arrastre que
las junta de manera que rueden como una sola pieza y la rueda de velocidades directas hace girar el eje del torno. De esta forma se pone una
velocidad directa, pues a cada vuelta del cono de poleas del torno,
corresponderá exactamente una vuelta de la rueda y del eje del torno.
Observe ahora la figura 54. A simple vista parece igual a la 53,
pero por poco que se fije advertirá que ha variado. Efectivamente, se ha
acoplado el eje de reducción, adelantando la palanca y haciendo que
la rueda y el piñón del eje de reducción engranen con los engranajes del
eje principal. Al mismo tiempo, se ha desacoplado el pivote de arrastre
de la rueda y del cono.
Fíjese en la figura 54 y compárela con la figura 53. En la 53 la
rueda es la que hace girar el eje principal; en la 54 la rueda está separada del cono de poleas, que es el que recibe el movimiento de la
transmisión y, por tanto, como es la única que puede hacer girar el eje,
tendrá que recibir el movimiento por otro sitio.
1
Figura 5 3 . — Disposición del eje de reducción.— 1. Piñón de reducción. — 2. Cono
de poleas. — 3. Rueda de velocidades. — 4. Pivote de arrastre. — 5. Eje de reducción. — 6. Palanca de mando del eje de reducción.
Con la palanca de mando retrasada, los engranajes del eje de reducción no engranan
con los del eje del torno. El pivote de arrastre entrando en el cono de poleas une a
éstas rígidamente a la rueda de velocidades directas.
Figura 54. — Disposición del eje de reducción embragado. La palanca de mando va
adelantada. Las ruedas dentadas del eje de reducción engranan con las del eje principal y el pivote está sacado del cono de poleas.
—89—
Interesa tener en cuenta que así como la transmisión del movimiento al torno es por correas, la transmisión entre el eje principal y el eje
de reducción es por engranaje, tal como se muestra en la figura 5 1 .
En la figura 55 dos engranajes
de la transmisión están engranados
o sea en disposición de que uno
arrastre al otro. Ha estudiado anteriormente cómo se obtenían las variaciones de velocidades con la correa de transmisión. Ahora estudiará
como sucede algo parecido con los
engranajes.
En la figura 55 el piñón pequeño es el que formando parte del
cono de poleas, va montado sobre el
eje principal y la rueda mayor es la
que va montada sobre el eje de reducción (ver también la figura 54).
Figura 55.— Transmisión del movimiento
Los engranajes se clasifican entre dos engranajes. — 1. Rueda del eje
por el número de dientes de que de reducción. — 2. Piñón del eje principal. — 3. Dientes del engranaje.
constan y por las especiales dimensiones de dichos dientes.
El piñón de la figura 55 tiene 15 dientes, mientras que la rueda
tiene 30. Para que engranen correctamente deben tener los dientes de
ambos engranajes, exactamente las mismas medidas. Siendo así, cada
diente del piñón, que es el que recibe el movimiento, empujará exactamente a otro diente de la rueda. Recuerde también que el piñón tiene
15 dientes y la rueda 30; esto hará que cuando el piñón haya dado una
vuelta completa, es decir, cuando haya pasado 15 dientes habrá empujado a otras 15 del piñón grande o rueda, mientras que el piñón mayor
sólo habrá dado media vuelta. Para que la rueda dé una vuelta completa, el piñón pequeño deberá dar, por lo tanto, dos vueltas. La velocidad del eje de reducción se ha reducido, pues, a la mitad de la del eje
principal.
Vea ahora en la figura 54 que en el otro extremo del eje de reducción formando una sola pieza con el eje y con la rueda mayor hay un
piñón pequeño que dará las mismas vueltas que la rueda y, por tanto
la mitad de las vueltas que el piñón del eje principal. Este piñón del eje
de reducción, que puede tener 15 dientes, engrana con la rueda que
arrastra el eje principal.
—90—
Si esta rueda tiene también 30 clientes, de acuerdo con lo que acaba de ver dará también la mitad de las vueltas que el piñón del eje de
reducción. Así, pues, la relación de las velocidades reducidas, respecto
de las directas es 1 :4.
Para una mejor comprensión sirva de repaso la figura 56.
Suponga que la transmisión general va a 2,00 vueltas por minuto
y que el cono de poleas de la transmisión, es exactamente igual al cono
de poleas del eje principal del torno. Esto dará, pues, las mismas vueltas
que la transmisión, o sea 200 vueltas por minuto, cuando la correa esté
en la polea central como se halla en el dibujo de la parte superior de la
figura 56.
Cuando la correa se encuentra sobre la polea menor del cono del
eje del torno, la velocidad de éste será mayor y cuando la correa se
encuentre sobre la polea de mayor diámetro la velocidad de giro del
cono del eje del torno será menor que la del eje de la transmisión. En
el cuadro inferior de la figura 56 se indican estas velocidades en las
casillas correspondientes a las velocidades directas ya que el eje del
torno girará a estas mismas velocidades cuando no se haya acoplado el
eje de reducción.
Al acoplar el eje de reducción, si los piñones y las ruedas tienen
los números de dientes indicados las velocidades del eje del torno serán
cuatro veces menores, como se indica en el cuadro de la figura 56.
Vamos a comprobarlo por ejemplo en el caso de la correa colocada en
la polea central. El cono de poleas gira a 200 vueltas por minuto, el
piñón del cono unido a éste girará a 200 vueltas también, la rueda del
eje de reducción girará a la mitad de vueltas, o sea a 100 vueltas por
minuto e igual velocidad de giro tendría el piñón del eje de reducción
que está unido a ella; la rueda del eje principal girará a la mitad de
vueltas que el piñón del eje de reducción o sea a la mitad de 100, es
decir a 50 vueltas por minuto. Esta será la velocidad de giro del eje
del torno cuando está acoplado el eje de transmisión y como ve es la
cuarta parte del número de vueltas que da el cono de poleas. Lo mismo
sucede para cada una de las otras dos posiciones de la correa en el cono
de poleas.
Con todo lo estudiado a tal respecto, usted habrá comprendido
que en el torno de la figura 40 se dispone de 6 velocidades distintas.
Aunque cada uno de los fabricantes de tornos de este tipo ponía
diferentes diámetros en las poleas y distintos números de dientes en
los engranajes, todos mantenían, aproximadamente, la misma relación
de 1 :4.
—91—
Figura 56. — Serie o gama de velocidades de que dispone un torno con cono de tres
poleas y eje de reducción.
-92—
Modernamente, se ha tenido que aumentar el número de velocidades a disponer y se ha sustituido el sistema de cono de poleas y eje
de reducción por un completo sistema de engranajes, con los cuales y
mediante la manipulación de dos o tres palancas, se dispone de 12 ó 16
velocidades distintas, tal como pudo apreciar en las figuras 21 y 22 de
la 1 .a lección.
• Con los modernos sistemas se evitan, además, los siguientes inconvenientes del sistema de conos de poleas y ejes de reducción:
1.° Velocidades poco numerosas.
2.° Deslizamiento o patinamiento de las correas.
3.° Pérdida de tiempo para cambiar la velocidad.
CONTRAPUNTA O CABEZAL MÓVIL
La contrapunta o cabezal móvil (figura 57) es también uno de los
conjuntos más importantes tanto del torno de la figura 40 como de
todos los tornos, antiguos o modernos. Puede considerarse, al mismo
tiempo, como órgano sujetapiezas y como órgano portaherramientas,
pues sus especiales características hacen que pueda ser utilizado para
las dos cosas, como usted va a estudiar seguidamente.
Figura 57. — Cabezal móvil del torno. — 1, Punto. — 2. Vastago. — 3. Palanca de
fijación del vastago. — 4. Suela del cabezal. — 5. Tornillo del dispositivo de reglaje. — 6. Tornillo de fijación a la bancada. — 7. Volante.
—93—
Se llama cabezal móvil porque su característica principal consiste
en trasladarse o desplazarse a lo largo de la bancada, según el trabajo a
realizar, pudiéndose fijar en la posición que convenga, mediante una
fuerte zapata que lleva en la parte interior de la bancada.
Las funciones principales del cabezal son:
1.° Servir de apoyo para el mecanizado de piezas muy largas,
que no pueden mecanizarse al aire debido a su longitud (órgano sujetapiezas).
2.c Poder montar en su parte delantera, herramientas de corte,
tales como brocas, etc. (órgano portaherramientas).
Las partes principales son las siguientes, las cuales puede apreciar
en la figura 57 :
— El cuerpo del cabezal.
— El grupo vástago-husillo-punto.
— El dispositivo de reglaje.
CUERPO DE CABEZAL MÓVIL
El cuerpo del cabezal es la pieza más importante del conjunto,
pues sobre él y dentro de él se montan los diversos dispositivos con los
que se acciona el cabezal y es el que, en definitiva, constituye el verdadero apoyo. Es de hierro fundido y se apoya sobre la bancada, a la que
se fija con un tornillo, según se indica en la figura 58. Debe señalarse
que el cabezal móvil ha de quedar fuertemente fijado e inmovilizado
durante su trabajo como soporte de la pieza; en caso contrario, la superficie mecanizada quedaría con un acabado defectuoso.
Importante:
Es posible, y hasta seguro, que usted encuentre en estas lecciones cosas que se tiene bien sabidas. Quisiéramos convencerle
de que las estudiará con tanto interés como aquellas otras que
son novedades para usted. Y es que muchas veces hay algo que
no se sabe en lo que se cree bien sabido y otras se sabe mal. Asegúrese estudiándolo todo con interés y con ganas de aprender
bien.
—94—
El dispositivo de reglaje se basa
en el mismo principio y en el mismo
sistema que el del cabezal fijo
Compare las figuras 50 y 59 y comprobará que, en ambos casos, se acciona con los llamados tornillos de
reglaje, con la única salvedad de
que mientras el cabezal fijó no va
guiado en su desplazamiento, debido a que no debe utilizarse casi
nunca, pues debe quedar en posición correcta al montarse el cuerpo
del cabezal móvil va guiado sobre
la suela por un encaste en el que se
ajustan cuerpo y suela, para que
toda la longitud del cuerpo se desplace en la misma medida. La suela
va fija en la bancada.
Si usted empuja, por ejemplo,
un libro (figura 60) con el dedo
apoyado en su lomo, aunque usted
crea que lo empuja por el centro, lo Figura 58. — Fijación del cabezal móvil
a la bancada. — 1. Punto. — 2. Vastago.
más probable es que se le incline 3. Cuerpo del cabezal. — 4. Suela. — 5.
por uno de los extremos. En cambio Bancada. — 6. Zapata de fijación. — 7.
Tuerca y tornillo de fijación.
si usted puede guiar el movimiento
del libro, éste se desplazará completamente paralelo en toda su longitud. Esto es lo que debe ocurrir con el cabezal móvil.
Es muy importante que este reglaje se verifique siempre con
mucho cuidado, pues usted ya recordará que únicamente una perfecta
alineación de los dos conjuntos, cabezal fijo y cabezal móvil, hace que
el eje de trabajo sea tal que con su giro, origine superficies completamente cilindricas.
Una mala alineación hace que al cilindrar una pieza salga una
forma completamente distinta de la que se pretendía. En lugar de
conseguirse una forma cilindrica se construirá una forma cónica.
Cuando interese lograr una forma cónica en una pieza de una considerable longitud con el dispositivo de reglaje explicado anteriormente, se desplaza el cuerpo del cabezal móvil a la distancia que sea necesaria con respecto del cabezal fijo tal como se muestra en la figura 6 1 .
—95—
Finura 59. — Reglaje del cuerpo del cabezal. — 1. Tornillo de reglaje. — 2. Cuerpo de
cabezal. — 3. Suela. — 4. Tope. — 5. Guía del cuerpo en la suela. •
Figura 60. — Efecto de las guías en el desplazamiento de un cuerpo de cabezal.
—96—
Finura 61. — Efecto de la desviación del cabezal móvil sobre la superficie a tornear.
Figura 62. — Disposición interior del cabezal móvil. — 1. Punto. — 2. Vastago. — 8.
Husillo. —4. Tuerca. —5. Tope. —6. Volante. —7. Uña.
—97—
GRUPO VASTAGO HUSILLO-PUNTO DEL CABEZAL MÓVIL
El grupo vástago-husillo-punto es en realidad, el que sostiene a la
pieza y mediante el cual tiene la contrapunta su aplicación más concreta. En la figura 62 puede apreciarse con detalle el montaje de este
dispositivo.
El vastago es la pieza que se desliza por el alojamiento del cuerpo,
según sea accionado el volante. Al girar el volante se hace girar al husillo dentro de la tuerca montada en la parte posterior del vastago, y éste
se desplaza según las flechas A o B según el volante se accione en el
sentido A', o ¨B´. Este movimiento del vastago es el que se aprovecha
para hacer que las herramientas que se montan en él penetren en la
pieza fijada en el cabezal fijo o portapieza.
Este movimiento del vastago
accionado por el husillo y volante,
se comprende fácilmente con un
tornillo y una tuerca montados en la
forma indicada en la figura 63. El
tornillo no puede ir hacia delante
porque lo frena la escuadra, ni hacia
atrás porque lo frena el grueso; so
lamente puede girar que es lo que
se hace con el volante.
En cambio, la tuerca, por estar
trabada con un trozo de madera, no
puede girar. Al revés que el torni- Figura 63. — Esquema explicativo del
movimiento del vastago.
llo, sólo puede ir hacia delante o hacia atrás.
Imagínese usted ahora que al girar el tornillo la tuerca se desplaza
según la flecha y que, al mismo tiempo, arrastra a otra pieza que se haya
unido fuertemente a ella; esta pieza sería el vastago.
Vea en la figura 62 la uña que, alojada en una ranura, impide que
gire el vastago y, por tanto, la tuerca alojada en él al girar el husillo por
medio del volante.
—98—
El vastago lleva en su parte delantera un alojamiento cónico para
el punto, igual que el eje principal.
El punto se clava fuertemente en el
vastago y, hace de apoyo o sostén
para las piezas. Cuando se ha de sacar, se hace retroceder el vastago,
hasta que el husillo choca con el punto
(vea la figura 62), lo empuja y lo
saca.
También se montan en este
alojamiento las herramientas que
han de hacerse penetrar en las piezas, como se muestra en la figura 64.
Cuando conviene fijar el vastago en una posición determinada,
se hace mediante la palanca que se
ve en la figura 57 y una vez fijado,
ya no puede hacerse girar el husillo
Figura 64. — Taladrado con la broca
montada en la contrapunta.
PORTAHERRAMIENTAS
Una vez visto y explicado que el cabezal fijo es el órgano portapiezas y que el cabezal móvil puede utilizarse también en ocasiones como
órgano sujetapiezas, va a ver seguidamente el lugar en que se fija la
herramienta que debe efectuar el torneado, así como los movimientos
que puede efectuar a fin de lograr un máximo de superficies distintas
torneadas.
En principio puede establecerse la siguiente norma:
La punta de corte de la herramienta debe estar situada exactamente en el eje del torno, es decir, de forma que la altura sea tal que
el corte se efectúe precisamente en el plano del eje de rotación paralelo
a la bancada.
Aunque los órganos portaherramientas son muy variados, en esta
lección solamente va a estudiar el más sencillo, el de una sola herramienta y el más corriente, el de torrecilla cuadrada capaz hasta para
cuatro herramientas.
Observe en la figura 65 un modelo de torre portaherramientas
sencillas. La herramienta se fija fuertemente con el tornillo que la
—99—
Figura 65. — Torre portaherramientas sencilla. — 1. Torre. — 2. Herramienta. — A. Tornillo de fijación de la herramienta. — 4. Gruesos de suplemento. — 5. Pieza a tornear.
aprieta por su parte superior, de manera que al cortar el hierro, no
experimente vibraciones de ninguna clase; para ello debe cuidarse también que la parte de la herramienta que sobresalga de la torre sin apoyo
sea lo más corta posible.
Ya se ha indicado que el filo de la herramienta debe quedar exactamente a la misma altura del eje de trabajo; en el caso de que la herramienta no alcanzara la altura precisa, caso muy poco corriente, se suplementa con unos gruesos de hierro colocados debajo de la herramienta, de
forma que levanten la herramienta a Ja altura conveniente y, acto seguido, se aprieta con el tornillo hasta que todo quede fuertemente
fijada.
—100-
Vea en la figura 66 el modelo de torrecilla cuadrada capaz para 4
herramientas; es el modelo más corriente de los utilizados desde hace
muchos años; esta torrecilla es giratoria para poder aprovechar las cuatro herramientas fijadas de antemano.
Para hacer girar la torrecilla se afloja la palanca de fijación y una
vez encarada con la pieza la herramienta que va a utilizarse, se fija
de nuevo con la palanca de fijación. La herramienta fijada de antemano
con los tornillos a la altura conveniente, siempre quedará en la misma
posición por muchas vueltas que se dé a la torrecilla mientras no se
desmonte la herramienta.
CARRO SUPERIOR Y CARRO TRANSVERSAL
Fíjese en la figura 66 que la torre portaherramientas se apoya sobre
el llamado carro superior. Este carro se desplaza en los sentidos indicados por las flechas A y B y es giratorio, de forma que puede dar una
vuelta completa. Para hacerlo girar basta aflojar los dos tornillos de
fijación, uno de los cuales se aprecia en la figura, y después de ponerlo
en la posición conveniente, volver a apretar los tornillos, cuidando de
que queden bien fuertes. Para darse cuenta de la situación del carro en
el torno compare las figuras 66 y 40.
El movimiento de giro y el del recorrido según las flechas A y B
proporcionan a este carro y por tanto, a la herramienta fija en la torrecilla, una gran variedad de aplicaciones y formas a ejecutar.
El carro superior va fijado a su vez sobre el carro transversal. Observe en la figura 66 y según las flechas C y D el recorrido del carro*
transversal. Vea que este recorrido es perpendicular al eje de trabajo
y recuerde que en la lección 1 .a estudió que este movimiento de la
herramienta, perpendicular al eje de rotación se utilizaba para la construcción de superficies planas, construcción que se denomina operación de refrentado.
Tanto el carro superior como el carro transversal efectúan su
avance con un mecanismo igual al del cabezal móvil, sólo que en el
carro superior se ha sustituido el volante por una manivela, aunque}
modernamente también se montan pequeños volantes. Asimismo, la
guía que en el cabezal móvil se efectúa mediante el vastago completamente cilindrico, en los carros se hace con una superficie de forma especial, llamada ala de mosca o cola de milano, de manera que se deslizan como si fueran un patín y al mismo tiempo, esta forma especial de
cuña impide que el esfuerzo que hace la herramienta, levante los carros.
—101—
Figura 66. — Carros superior y transversal y torre portaherramientas. — 1. Bancada. —
2. Cremallera. — 3. Torre múltiple. — 4. Palanca de fijación de la torreta. — 5. Carrito superior. — 6. Carro longitudinal. — 7. Carro transversal. — 8. Superficie de
guía del carro transversal. — 9. Tornillos de fijación del tablero al carro. — 10. Tablero del carro. — 11. Manivela de mando del carrito superior. —12.. Volante de
mando del carro longitudinal. — 13. Manivela de mando del carro transversal. — 14.
Barra de cilindrar.
-102—
CARRO LONGITUDINAL
Usted sabe que por cilindrado se entiende la formación de superficies cilindricas conseguidas con el desplazamiento de la herramienta
paralelamente a la bancada.
Ha visto ya la herramienta fija en la torrecilla. Ahora fíjese en la
figura 66, así como en la figura 40 que todo el conjunto de torre y
carros superior y transversal descansan sobre el llamado carro longitudinal y que éste puede desplazarse a lo largo de la bancada y precisamente lo hará paralelamente a ella, ya que va guiado en la forma conveniente para ello.
Si se desplaza, pues, la herramienta sobre la pieza por medio del
carro longitudinal, se efectuará una operación de cilindrado, ya que el
avance de la herramienta va perfectamente guiado por la bancada y la
superficie conseguida será completamente paralela a ella.
Es evidente que el avance de la herramienta sobre la pieza debe
efectuarse de una manera regular y uniforme y, por ello, al ir ordenando
por el carro longitudinal, ésta ha de avanzar suavemente sobre la bancada.
Desde hace ya algún tiempo y ahora en todos los tornos modernos
este avance regular y uniforme, necesario para que la herramienta
siempre corte el mismo grueso de viruta y haga siempre el mismo esfuerzo, se consigue de forma automática, aprovechando el mismo giro
del eje principal del cabezal fijo. En una próxima lección estudiará este
sistema automático.
MOVIMIENTO DEL CARRO LONGITUDINAL
En el torno sencillo de cilindrar a mano que ahora usted estudia, el
avance se efectúa a mano como su nombre indica, es decir, el mismo
operario es el que empuja el carro longitudinal y proporciona el esfuerzo necesario para el trabajo de corte. Esta operación debe efectuarse
siempre de una forma suave.
Puede definirse como avance el desplazamiento longitudinal de
la herramienta durante una vuelta completa de la pieza, o sea del eje
de trabajo.
El avance se efectúa, mediante el accionamiento del volante alojado en el tablero del carro (vea la figura 40) y en la forma que a continuación se explica.
El tablero del carro o delantal va fijado al carro longitudinal con
—103-
unos tornillos que se aprecian en la figura 66 de forma que quedan
como si fuera una sola pieza. Detrás de este tablero es donde van montados los mecanismos de avance automático en los tornos modernos,
mientras que en el torno que ahora usted estudia queda reducido al
mecanismo de cremallera para el avance a mano.
La cremallera (11 de la figura 40) va fijada con tornillos en la
parte anterior de la bancada y a todo lo largo de ella. Debido a las dificultades que se tendrían para hacer una pieza de tanta longitud y de
tan poco grosor, se hace en dos o tres tramos, según la longitud de la
bancada; estos tramos deben quedar exactamente a la misma medida.
Se tallan unos dientes como si se tratara de un engranaje, y queda en
la forma que se muestra en la figura 67
Finura 67. — Mecanismo de cremallera para avance del carro longitudinal
El volante del delantal va montado sobre un eje dentado en su
extremo posterior, en realidad es un piñón que engrana perfectamente
con la cremallera.
Al girar el volante, se hace girar el piñón, y éste se desplaza a lo
largo de la cremallera, arrastrando con él al tablero o delantal y, por
consiguiente, al carro y a la herramienta.
Este mecanismo, al mismo tiempo que ayuda al empuje suave del
carro y de la herramienta contra la pieza, evita los acelerones o empujes bruscos que pudieran efectuarse, pues por el tacto de la mano sobre el
—104—
volante puede graduarse la fuerza que hace el tornero por la presión que
se nota entre el piñón y la cremallera.
A lo largo de esta lección usted ha visto la forma en que funciona
el torno sencillo de cilindrar a mano, cómo se recibe el movimiento y
cómo lo transforma en el giro de la pieza, el uso que se da a los diferentes órganos del torno, cómo se fija la herramienta y de qué manera
se efectúa el avance de ésta, accionando el volante del delantal.
Sólo falta, pues, determinar la fijación de la pieza al eje principal
para aprovechar su movimiento de giro.
FIJACIÓN DE LA PIEZA
Observe en el torno de la figura 40, que en la parte delantera del
eje principal va montado un plato universal o mandril.
En la figura 68 se muestra un plato universal de 3 garras y en la
figura 69 una buena fijación de una pieza en un plato de este tipo.
Figura 68. — Plato universal de tres garras.
La fijación de la pieza depende sobre todo de la forma de la misma
y aunque más adelante estudiará las muchas y varias maneras de fijar
una pieza, cabe establecerse que en la mayoría de los casos la fijación
puede efectuarse en un plato universal del tipo de la figura 68, más o
menos grande.
—105—
Figura 69. — Pieza fijada en un plano universal.
Las patas que fijan la pieza y que usted verá en la figura 68, pueden abrirse y cerrarse a voluntad, mediante una llave especial de manera que puedan fijarse piezas aunque haya gran variedad y diferencia
de tamaños.
Una vez visto en esta lección el funcionamiento del torno sencillo
de cilindrar y la forma de efectuar el trabajo de cilindrado, usted estudiará en las próximas lecciones detalladamente la forma de ejecutar toda
clase de trabajos en todos los tipos de tornos, los diferentes sistemas
de fijación de herramientas y piezas y la forma de preparar los trabajos.
—106—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
NÚMEROS DECIMALES
Números decimales son los que constan de una o varias de las partes que resultan cuando la unidad entera se divide en 10, 100, 1.000,
10.000..., etcétera, partes ¡guales.
Si la unidad se divide por 10, cada una de estas partes iguales se
llaman décimas
si se divide por 100 cada una de estas partes iguales se llaman centésimas
si se divide por 1.000 cada una de estas partes iguales se llaman milésimas
si se divide por 10.000 cada una de estas partes iguales se
llaman diezmilésimas,
y así sucesivamente, es decir, si se divide por cien m i l , se lla-
man cienmilésimas, si por un millón, millonésimas, etc.
—107—
De lo dicho se deduce que una unidad entera tiene 10 décimas,
cien centésimas, mil milésimas, diez mil diezmilésimas, etc. Sirva de
ejemplo la unidad de medida en Mecánica que es el milímetro; cada
milímetro tiene diez décimas, cien centésimas, mil milésimas, diez mil
diezmilésimas, etc.
Prácticamente el operario mecánico trabaja, como máximo, con
valores hasta centésimas de milímetro y, en casos excepcionales, y con
máquinas muy especiales ,con milésimas de milímetro.
ESCRITURA Y LECTURA DE NÚMEROS DECIMALES
Los números decimales se escriben a continuación de los enteros,
separados por una coma que se coloca a la derecha del último de los
números enteros.
Así, por ejemplo, catorce milímetros y dos décimas se escriben
14'2. De esta forma se da a entender que se trata de catorce milímetros y, además, que de un milímetro dividido en 10 partes se han tomado dos de estas partes.
Cuando no hay enteros, es decir, cuando la medida o cantidad
que ha de expresarse es solamente decimal, se escribe un cero en la
parte que corresponde a los enteros. Así, si en el caso anterior sólo
fueran décimas de milímetro se escribirá 0,2 mm. El cero indica que
no hay enteros y el 2, es decir, las dos décimas se escriben después de
la coma.
Los decimales se leen como si fuesen enteros dando a la última
cifra la denominación correspondiente.
Ejemplo: 0'25 se leerá veinticinco centésimas; 0'45l se leerá
cuatro cientas cincuenta y una milésimas; 0'7253 se leerá siete m i l .
doscientas cincuenta y tres diezmilésimas.
Si además de decimales hubiesen enteros, primero se leerían los
enteros y a continuación los decimales; así 12'57 se leerían doce enteros
y cincuenta y siete centésimas.
Un decimal no sufre alteración en su valor si se añaden o se quitan ceros de su derecha. Así en lugar de escribir 0'25 (veinticinco cen—108—
tésimas) se escribe 0'250 (doscientas cincuenta milésimas) no se altera
su valor. Vea por qué:
Cada unidad entera tiene diez décimas como a su vez cada décima
tiene diez centésimas, o sea que en los decimales como en los enteros
cada unidad de un orden cualquiera tiene diez unidades de las del orden
inmediato inferior. Sirva de ejemplo una peseta. Puede escribirse 1 peseta. Ahora bien, 10 monedas de diez céntimos también son una peseta; por lo tanto, si en lugar de decir moneda de diez céntimos se llaman
a estas monedas, como en realidad lo son, décimas de peseta, puede escribirse también 10 décimas. De la misma forma es lo mismo escribir
0,1 (1 décima de peseta) de peseta que escribir 0,10 (diez céntimos)
de peseta, pues el valor es el mismo, es decir, lo mismo da tener diez
décimos que cien céntimos, pues en realidad el valor es el mismo.
SUMA DE DECIMALES
Los decimales se suman igual que los enteros, pero teniendo en
cuenta de disponerlos de forma que las comas vengan en columna para
sumar décimas con décimas, centésimas con centésimas, etc.
Ejemplo: Han de sumarse los decimales
14'87; 23'76; 0'483; 5'370.
Estos decimales se colocarán, pues, de forma que las décimas queden debajo de las décimas, las centésimas debajo de las centésimas y
las milésimas debajo de las milésimas:
14'87
+ 23'76
+ 0'483
+ 5'370
44'483
—109—
El resultado de la suma vale cuarenta y cuatro enteros y cuatrocientas ochenta y tres milésimas.
RESTA DE DECIMALES
Se restan como si fuesen enteros, procurando, como en la suma
que las comas vengan en columna.
Ejemplos:
0'472
— 0'312
6'731
— 0'421
17'52
— 0'415
4'325
— 0'417
0'160
6310
17'105
3'908
Fíjese que en el tercer caso en el minuendo o cantidad colocada
en la parte superior sólo hay dos cifras decimales, mientras que en el
sustraendo que es la cantidad colocada debajo del minuendo hay tres
cifras decimales. Esto se resuelve teniendo en cuenta lo estudiado anteriormente: el valor del decimal no varía si se colocan o se quitan ceros
a su derecha; por lo tanto en el caso de esta resta, es como si se hubiese
escrito:
—
17'520
0'415
17'105
Esto es lo que se hace en la práctica, aunque no se escriba dicho
cero, ya que se da por sobreentendido.
—110—
MULTIPLICACIÓN DE DECIMALES
Se multiplican como si fueran enteros, separando con una coma,
como parte decimal, de derecha a izquierda del producto total un número de cifras igual a la suma de los números de cifras de los dos factores.
Fíjese en esta multiplicación:
x
5'25
3'2
1050
1575
16'800
Para efectuar la multiplicación, los números se han colocado como
si fuesen enteros y se ha operado prescindiendo de las comas hasta dar
con el producto 16'800. Acto seguido se han contado cuantas cifras decimales hay en el multiplicando y cuantas en el multiplicador, siendo
en total, tres cifras, por lo que luego se han contado a partir de la derecha tres cifras del producto total, y el producto resulta ser 16'800
En el caso que la suma de cifras decimales del multiplicando y
multiplicador fuese mayor que el total de cifras del producto total se
añaden ceros a la izquierda hasta completar el número de cifras.
Ejemplo, la siguiente multiplicación:
0315
x 0'2
0'0630
Como el producto 630 tiene sólo tres cifras y la suma de las cifras
decimales de las del multiplicando y multiplicador son cuatro, se añaden
dos ceros a la izquierda y se coloca la coma en el lugar correspondiente
a los enteros para evitar confusiones, por lo que el resultado queda expresado así: 0'0630.
—111—
Debe tenerse en cuenta que al multiplicarse cualquier número por
otro más pequeño que la unidad lo que se hace es dividir su valor, es
decir, ocurre al revés que al multiplicarlo por un número mayor que 1,
que se aumenta.
Compruébelo en los dos siguientes casos:
x
1'25
7
x
8'75
0'25
7
1'75
En el caso que haya de multiplicarse un decimal por la unidad seguida de ceros, es decir, por 10, 100, 1000, etc., se corre la coma hacia
la derecha tantos lugares como ceros tiene la unidad: si no hubiese bastantes cifras se colocan los ceros que hagan falta.
Ejemplos:
180'347
0'374
10*73
x
x
x
10 =
100 =
1000 =
1803'47
37'4
10730
DIVISIÓN DE DECIMALES
Los decimales se dividen como enteros si el número de cifras decimales del dividendo y divisor es igual; en caso contrario se igualan con
ceros y se efectúa la división.
Ejemplo: Dividir 735'54:0'23
735'54
0'23
045
22 5
1 84
00
3198
—112—
En este caso como el número de cifras decimales en el dividendo y
divisor es igual (dos en cada uno) se prescinde de las comas, pues es
como si se multiplicara dividendo y divisor por 100 y ya se ha visto que
si el dividendo y divisor de una división se multiplican o dividen ambos
por un mismo número el cociente no varía. Hecho esto, la división se
efectúa como si fuesen las cantidades 73554 : 23 = 3198.
En el caso que el número de cifras decimales no sea igual se procede de la siguiente forma:
Sean los números 253'61 : 3'5; las cifras decimales se igualarán
añadiendo los ceros que sean necesarios; en este caso quedará de la
forma siguiente 25361 : 350. Hecho esto se procederá como en una
división cualquiera:
25361
350
0861
1610
2100
000
72'46
QUEBRADOS
Quebrado común es el número que consta de una o más de las partes que resultan cuando la unidad entera se divide en 2, 3, 4, 5, etc.,
partes iguales.
Todo quebrado consta de dos términos: uno llamado denominador
que indica las partes iguales en que se ha dividido la unidad y otro llamado numerador que indica las partes que de esta división se han tomado.
Decir quebrado es lo mismo que decir roto o hecho pedazos, pero
en matemáticas se exige la condición de que estos trozos o pedazos
sean iguales, es decir, que no haya uno más grande que los otros; además
el quebrado indica las partes en que se ha dividido la unidad y las partes que se han tomado.
Así si una hoja de pape! se corta en 5 partes iguales y de estas
3
cinco partes se toman tres se escribirá — partes de la hoja, indicando
5
así, matemáticamente lo que se ha hecho. El número 3 colocado encima
de la línea horizontal es el numerador y el de debajo el denominador del
3
quebrado —
5
—113—
REDUCCIÓN DE UN QUEBRADO COMÚN A DECIMAL
Para reducir un quebrado común a decimal se divide el numerador
1
por el denominador. Así el quebrado — (un cuarto) para reducirlo o
4
transformarlo a decimal se dividirá el numerador por el denominador
10
|_4
20
0
0'25
1
o sea que representando en decimales — = 0'25.
4
Esta operación o transformación es muy importante, pues con mucha frecuencia intervienen en una misma operación matemática números
decimales y quebrados, y entonces deben reducirse los quebrados a decimales y efectuarse la división.
Asimismo en el sistema inglés las medidas vienen en pulgadas y
fracciones de pulgadas (1 pulgada = 25,4 milímetros), y para convenir
las pulgadas a milímetros ha de reducirse el quebrado a fracción decimal:
Sirvan de ejemplo los quebrados siguientes:
1
3
4
2
4
5
1
luego— = 0'5
2
3
— = 0'75
4
4
- = 0'8
5
_114_
QUEBRADOS PROPIOS E IMPROPIOS
Se llaman quebrados propios a todos aquellos que valen menos que
la unidad, es decir, que el numerador es menor que el denominador,
puesto que siempre que el numerador es menor que el denominador el
valor del quebrado también es menor que la unidad.
Como se ha visto en los ejemplos anteriores al dividir los términos
del quebrado para reducirlos a decimales, se han obtenido los valores
0,5; 0,75; 0,8; todas ellas menores que la unidad. Lógicamente debe
ocurrir así, pues, ya en la lección anterior se indicó que cuando el dividendo es menor que el divisor, el cociente es menor que la unidad.
Quebrados impropios son aquellos en que el numerador es igual o
mayor que el denominador, en cuyo caso el valor del quebrado será la
4
6 6
unidad o un número mayor que la unidad. Así los quebrados —; —; —;
4
6
3
26
—; son impropios, puesto que dividido el numerador por el denomina12
dor de cada uno se obtienen valores mayores o iguales que la unidad.
Se ha estudiado que un quebrado expresa las partes enteras en que
se ha dividido la unidad y las partes que de ella se toman. Asi, en los
quebrados propios, como el numerador es siempre menor que el denominador, si por ejemplo
una unidad, una naranja, se divide en 12 par-
-115-
4
tes iguales y se toman 4 de estas 12 partes, es decir —, no puede en
12
manera alguna tenerse toda la naranja, sino que aún sobrarán 8 partes
de la misma. En cambio, si se cogen las 12 partes, evidentemente se
tendrá la naranja entera, es decir, la unidad. Por último, si en lugar de
12
18
—, son —, es que se tiene una naranja y la mitad de otra naranja.
12
12
—116—
interpretación planos
LECCIÓN
SIGNIFICADO DE LAS LINEAS DE UN PLANO
LINEAS VISIBLES Y LINEAS OCULTAS
Ha estudiado usted en la primera lección lo que son las vistas y
cómo se colocan en un plano. Pero en un plano, además de las líneas
de las vistas, se encuentran dibujadas otras líneas para indicar, por
ejemplo, las medidas y otros detalles de la pieza, como irá aprendiendo
más adelante en otras lecciones.
Es necesario, pues, indicar de alguna forma en el plano cuáles son
las líneas correspondientes a las figuras de las vistas y cuáles no. Esto
se logra haciendo las líneas correspondientes a las vistas más gruesas
que las otras. En la lámina 4 puede ver la diferencia entre un plano hecho con todas las líneas del mismo grueso y el mismo hecho con las líneas de las vistas de mayor grueso.
En algunas ocasiones conviene dibujar de una vista de la pieza las
líneas de algunos bordes o aristas que al mirar la pieza por el lado correspondiente a la vista no se ven, es decir, quedan ocultas por la pieza.
En tal caso estas líneas deben diferenciarse de las líneas que se ven; para
ello en el dibujo de la vista se hacen todas las líneas de la pieza gruesas,
para diferenciarlas de las líneas que no son de la pieza, pero las líneas
visibles se hacen continuas y las líneas ocultas se dibujan de trazos, como
se muestra en la figura 17.
—117—
LAMINA 4
—118—
Figura 17
Figura 18
El empleo de las líneas ocultas en las vistas simplifica los planos
en unos casos y en otros ayuda a precisar la forma de la pieza. Por ejemplo, para representar en un plano la forma de la pieza de la figura 18,
sin emplear líneas ocultas, necesitaría tres vistas, como se muestra en
Figura 19
Figura 21
Figuro 20
la figura 19, mientras que utilizando las líneas ocultas es suficiente con
dos vistas, como se muestra en la figura 20, en la que, sobre la vista
por el lado izquierdo, se ha señalado con línea de puntos la forma de la
—119—
LAMINA 5
—120—
parte redonda que queda oculta en dicha vista. Otro ejemplo lo tenemos
en el plano de la pieza de la figura 2 1 ; aunque se hicieren las tres vistas
de la pieza, como se muestra en la figura 22, no quedaría clara la profundidad que tiene el agujero; en cambio, utilizando las líneas ocultas
queda perfectamente indicada esta profundidad (fig. 23).
Figura 23
Figura 22
En la lámina 5 se presentan diversos casos de piezas con sus vistas correspondientes, en las cuales se han empleado líneas de trazos
para indicar las líneas ocultas de las piezas, con el fin de aclarar perfectamente la forma de las mismas. Aquí debe usted estudiar atentamente cada una de las piezas hasta comprender a qué línea o superficie de la pieza corresponde cada una de las líneas de las vistas. Si
encuentra dificultad en lograrlo, ahora es el momento de repasar lo estudiado en la primera lección sobre las vistas y su disposición en el
plano.
CORTES O SECCIONES
Hasta ahora ha visto usted cómo las piezas se representan en los
planos por sus vistas, en las cuales las partes ocultas
se representan por líneas de puntos.
Cuando las piezas son muy complicadas interiormente o cuando
se representan varias piezas montadas (unidas unas a otras) si se quieren representar las partes ocultas en una vista por medio de líneas de
puntos, resulta una confusión de éstas que dificulta en gran manera
la comprensión de la forma de la pieza o piezas representadas.
—121—
Figura 25
Figura 24
En tales casos se recurre a los cortes o secciones, llamándose con
estos nombres las superficies que resultarían al cortar la pieza por una
o varias superficies planas. Por ejemplo, si la pieza de la figura 24 se
cortase por el plano punteado que se ve en ella, la superficie cortada quedaría como la que se ve punteada en la figura 25; esto es lo que se
llama un corte de la pieza. En la figura 26 se muestra otra pieza con
la indicación de unos planos por los que puede cortarse; si así se hiciese
Figura 27
Figura 26
resultaría una superficie en el corte, como la que se encuentra punteada
en la figura 27, y esto sería también un corte o sección de la pieza.
Los planos por los que se considere cortada una pieza se llaman
planos de corte.
—122—
Vista en corte o vista en sección, se llama en un plano a la vista
de la sección o corte de una pieza. Por ejemplo, si en un plano se representase la vista del corte de la pieza de la figura 25, aparecería como
se muestra en la figura 28. Para señalar en un plano que una vista del
mismo es un corte o sección, las partes de la vista que corresponden a
las superficies del corte de la pieza se rayan con líneas rectas finas y
paralelas; en el caso de la vista de la figura 28, se representará en el
plano como se muestra en la figura 29. A las vistas en corte o vistas
en sección, se las suele llamar sencillamente cortes o secciones cuando
se habla de planos.
Figura 29
Figura 28
Para mejor comprender las ideas de planos de corte, cortes y vistas en corte, en la lámina 6 se muestran algunos ejemplos de cortes
en piezas de formas diversas, siendo las figuras de la derecha la forma
en que se dibuja en los planos.
INDICACIÓN Y COLOCACIÓN DE LOS CORTES EN LOS PLANOS
Las vistas en corte no se colocan en los planos siguiendo una regla
determinada tan precisa como las vistas normales de las piezas; sin
embargo, el delineante procura disponerlos en el plano de forma que
quede claramente indicada la posición del corte en la pieza, e indicando
sobre una vista perpendicular al plano de corte la situación de éste
por medio de una línea gruesa de trazo y punto, en cuyos extremos
se señalan con unas flechas la dirección según la cual se mira la vista
en corte. En la figura 30, por ejemplo, se muestra una pieza con la indicación de un plano de corte; el corte se verá como se presenta en la
figura 3 1 , y su representación en el plano se haría como en la f i gura 3 2 , en la que puede ver usted cómo la posición del corte se ha
indicado por una línea de trazo y punto sobre la vista por encima de la
pieza, y con las flechas que indican la dirección en que está mirada la
vista en corte. Para indicar que una vista en corte corresponde a una
línea de indicación de corte determinada, los extremos de esta línea
—123—
LAMINA 6
—124—
Figura 31
Figura 30
Figura 32
se señalan con letras y debajo de la vista en corte se indica VISTA POR
y a continuación las letras de la línea de corte correspondiente; en la
figura 33 puede ver la indicación de la correspondencia de dos vistas
en corte con las líneas de corte trazadas sobre la vista de una pieza.
—125—
Vista por A-A
Vista por B-B
Figura 33
—126—
Tomo 3
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
Algunos conocimientos de Física que estudiará a continuación, usted
ya los conoce por la práctica. Sin embargo, conviene que los estudie para
después comprender perfectamente las próximas lecciones de TÉCNICA
DEL TORNO. Se trata de puntualizar y dejar bien sentado el sentido de las
palabras que necesariamente han de emplearse para explicar cómo funciona
y cómo se trabaja en el torno.
FUERZA
En Física la fuerza se define como todo aquello que produce un
movimiento o lo modifica.
Una fuerza, al ser aplicada en cualquier lugar produce un movimiento,
bien sea de mover un objeto cualquiera, bien de producir una deformación, etc. A veces este movimiento no se nota, ya que es muy pequeño;
usted hace una fuerza contra la pared y lo que en realidad ocurre es que
al empujarla deforma la parte donde empuje, o sea, aplasta con la mano
los granos de la pared por la parte que los empuja. Aunque lo más normal
es que si tanto aprieta se aplaste usted la carne, por ser ésta más débil
que la pared. Estos aplastamientos son los pequeños movimientos producidos por la fuerza.
—129—
A veces la fuerza en lugar de producir un movimiento, lo modifica. Así, si un objeto que se está moviendo usted lo empuja con una
fuerza opuesta al movimiento, el objeto se para. Esta fuerza, por lo
tanto, ha modificado el movimiento del objeto.
La fuerza se mide en kilogramos; para abreviar se escribe Kg.
Las fuerzas se caracterizan por cuatro cualidades: su dirección,
su sentido, su punto de aplicación y su intensidad.
Figura 18
Compruebe estas cualidades en la figura 18; la cuerda que arrastra
a la carretilla produce una fuerza F. La dirección de la fuerza F es la,
de la línea D. Otra dirección podría ser la línea M, pero en este caso la
dirección es la línea D. Sobre esta dirección D pueden haber dos sentidos: uno de derecha a izquierda y otro de izquierda a derecha. El sentido de la fuerza F es el que indica la flecha, o sea de izquierda a derecha. El punto de aplicación es A, punto donde la fuerza hace el esfuerzo, cualquiera que sea la longitud de la cuerda. La intensidad de la
fuerza son los Kg , que puede valer 10 Kg , 80 Kg , 3 000 Kg , etc , |
según la fuerza con que se tire de la cuerda.
TRABAJO
Al vencer una resistencia se efectúa un trabajo. Mover un peso,
arrancar una planta, en fin, vencer cualquier resistencia es efectuar un |
trabajo.
El trabajo hecho se halla multiplicando la fuerza hecha, en K g , |
por el espacio o longitud recorrido, en metros.
—130—
Fíjese en el ejemplo de la figura 19. El paquete P que pesa 15
kilos estaba apoyado en el suelo y
tirando de él se ha levantado 5 m.
El trabajo efectuado es pues, la fuerza hecha (15 Kg ) multiplicada por
el espacio recorrido (5 m.), o sea:
Trabajo T = Fuerza F X espacio E (abreviado T = F X E) que
es la fórmula para hallar el trabajo.
Aplicada al caso de la figura 19,
T= 15X5 = 75 Kgm (léase kilográmetros).
Las unidades en que se mide el
trabajo son los kilográmetros que se
escriben Kgm para abreviar.
Un Kgm es el trabajo producido al levantar el peso de 1 Kg a la
altura de 1 metro.
Figura 19
POTENCIA
Se llama potencia a la cantidad de trabajo efectuado en un segundo. La potencia se mide en Caballos de vapor, que abreviando se
escribe CV. Es fácil también ver escrito HP, abreviatura de la denominación inglesa "horse power" que quiere decir caballos vapor.
Un CV significa un trabajo de 75 Kgm efectuado en un segundo.
De aquí que la potencia P en CV se halle dividiendo el trabajo T por el
tiempo empleado t, en segundos y por 75; o sea, P =
Por ejemplo: Un peso de 300 Kg ha sido levantado 25 m en un
tiempo de 50 segundos. Hallar la potencia desarrollada.
El trabajo será T = F X E, o sea
T = 300 X 25 = 7.500 Kg m
la potencia será:
T
7.500
P =
=
= 2 CV
t X 75
50 X 75
Se precisará de una potencia de 2 CV
-131—
Los motores se denominan siempre por la potencia que son capaces
de desarrollar.
Otro sistema de hallar la potencia, es el utilizado cuando se conoce
la velocidad con que se hace el trabajo.
En este caso la potencia P dada en CV es igual a la fuerza F dada en
Kg , multiplicando por la velocidad V dada en m/seg y dividiendo por
75; o sea:
FXV
p =
75
Ejemplo: Un peso de 40 kg es elevado a una velocidad de 30 m/seg.
¿Qué potencia es necesaria?
FxV
P =
40 X 30
o sea P =
75
= 16 CV
75
Se precisa, por lo tanto, una potencia de 16 CV
Conviene que usted tenga una idea clara de lo que es fuerza y de
lo que es potencia, ya que a veces estas ¡deas se confunden.
Como puede comprobarse un motor de una determinada potencia,
hará más fuerza cuanto más despacio vaya, ya que al disminuir la velocidad aumenta la fuerza.
Por ejemplo, un motor está haciendo una fuerza de 15 Kg y una
velocidad de 10 m/seg La potencia necesaria es de:
15 X 10
P =
= 2 CV
75
Si este motor se hace trabajar con una fuerza de 75 Kg y una velocidad de 2 m/seg la potencia necesaria es:
75 X 2
p =
= 2 CV
75
O sea que con la misma potencia se logra mucha más fuerza disminuyendo la velocidad.
Al revés,si aumenta la velocidad disminuye la fuerza. Así, si quiere
darse una velocidad de 30 m/seg , con una fuerza de 5 Kg se tendrá:
5 X 30
P =
= 2 CV, la misma potencia
75
Por lo tanto, el mismo motor, si va más deprisa hará menos fuerza.
—132—
VELOCIDAD
Cuando un cuerpo se mueve se dice que tiene una velocidad.
La velocidad se mide por el espacio recorrido en una unidad de
tiempo, por ejemplo, en un segundo o en un minuto.
La velocidad se obtiene dividiendo el espacio recorrido en metros
por el tiempo empleado en segundos.
espacio E
velocidad V =
tiempo t
Ejemplo: Un carro va desde una casa a otra en 10 minutos. La distancia entre las dos casas es de 300 m. Hallar la velocidad que ha desarrollado.
Como el tiempo está en minutos, para convertirlos en segundos se
multiplicarán por 60:
tiempo t = 10 X 60 = 600 segundos
la velocidad será:
E
300
V = — o sea V =
= 0,5 m. por segundo
t
600
La velocidad se mide, pues, en metros por segundo. Para abreviarlo
se escribe m/seg que,se lee metros por segundo.
Más adelante verá que en algunos casos la velocidad se mide en
metros por minuto; uno de estos casos es la velocidad de corte de las
herramientas.
También la velocidad de los automóviles se mide en kilómetros
por hora (Km/hora), o sea los Km recorridos en una hora.
En todos los casos se trata del espacio recorrido en una unidad de
tiempo, sean segundos, minutos u horas.
De momento, aplicaremos las unidades de m/seg.
VELOCIDAD DE GIRO
Cuando un cuerpo gira, o sea, da vueltas, puede ir más o menos de
prisa. Para abreviar suele llamarse con la letra n.
La velocidad de giro se da, pues, en vueltas por minuto.
Cuando un cuerpo ha dado una vuelta completa se dice que ha
dado una revolución. Por ejemplo, en la figura 20 el punto P va girando
alrededor del punto O ocupando sucesivas posiciones en la circunfe—133—
Figura 20
Figura 21
renda C. Cuando el punto P llega otra vez abajo, se dice que ha dado una
revolución completa.
Quede bien entendido que en Mecánica, la velocidad de giro se da en
revoluciones por minuto. Para abreviarlo se escribe rpm, que se lee revoluciones por minuto.
Hay que distinguir bien lo que es velocidad de giro y lo que es velocidad
tangencial.
VELOCIDAD TANGENCIAL
Se llama velocidad tangencial al espacio recorrido durante un minuto
por un punto que gira alrededor de otro.
Vea en la figura 21 un punto P que gira alrededor de otro O a una distancia r. Si al cabo de un minuto el punto P está en la posición P' habrá
recorrido el espacio punteado. Este espacio recorrido en un minuto es Ja
velocidad tangencial tomando como unidad de tiempo el minuto. Si el
punto ha dado varias vueltas se cuenta todo el espacio recorrido.
La velocidad tangencial depende de la velocidad de giro y de la distancia
r llamada radio. En efecto, suponiendo una misma velocidad de giro, la
velocidad tangencial será mayor cuando mayor sea la distancia r al centro,
ya que cuanto mayor sea el radio r mayor será el espacio recorrido en
cada vuelta.
La velocidad tangencial se mide en m/seg o m/min (metros por minuto), según los casos. Nosotros la mediremos en m/min.
—134—
Para saber la velocidad tangencial V en m/min de un punto sabiendo la velocidad de giro n en rpm y el radio r en m se multiplica
la velocidad de giro n por el radio r y por 6,28, o sea:
V = n X r X 6,28
Ejemplo: Una polea gira a 200 rpm y tiene un radio de 100 mm
Hallar su velocidad tangencial:
100
El radio se necesita conocerlo en metros, luego
= 0,1 m
1.000
V = n X r X 6,28 = 200 X 0,1 X 6,28 = 125,6 m/min
La velocidad tangencial es de 125,6 m/min.
-135—
técnica torneado
LECCIÓN
HERRAMIENTAS DE CILINDRAR
En la figura 70 se representa cómo la herramienta corta la viruta,
es decir, el material sobrante para formar una pieza cilindrica; las flechas indican la dirección de los movimientos de la pieza y de la herramienta.
La herramienta de la figura 70 puede considerarse como la típica
herramienta de cilindrado, sin que esto signifique que sea el único tipo
empleado, puesto que la herramienta a emplear viene determinada por
la clase de corte a realizar y la forma de la pieza que haya de mecanizarse.
En la figura 71 se indican los nombres que se dan a las distintas
partes de una herramienta de cilindrar. Las partes principales son e l |
cuerpo de la herramienta y la cabeza de corte. La cabeza de.corte tiene!
una serie de ángulos que son los que varían según la forma de la piezas
a cilindrar y el material de que sea la pieza.
CORTE PRINCIPAL Y CORTE SECUNDARIO
Antes de estudiar los ángulos que determinan la forma de la cabeza
de corte de la herramienta, fíjese que se llama corte o filo principal la
arista o parte de la herramienta que corta el material, mientras que la parte
opuesta al corte o filo principal se llama corte secundario.
—136—
Figura 70. — Cilindrado.
Figura 71. — Herramienta de cilindrar.
—137—
Lo primero que debe comprobarse en una herramienta es la dirección del corte, es decir, si la herramienta está preparada para cortar
hacia la derecha o hacia la izquierda. Observada la herramienta de la
figura 71 desde A se comprueba que la arista del filo principal queda a
la derecha; de esta herramienta se dirá, pues, que es derecha. En cambio, de la herramienta de la figura 72 se dirá que es izquierda porque el
corte principal queda a la izquierda.
Figura 72
ÁNGULOS CARACTERÍSTICOS
La herramienta de la figura 73 es la misma de la figura 7 1 , vista
desde B; en dicha herramienta están señalados con letras griegas una
serie de ángulos característicos y conviene que usted aprenda bien la
denominación de cada uno de estos ángulos, pues como anteriormente
se ha indicado, son los que varían la herramienta según el material y la
forma de la pieza a cilindrar.
a (alfa) = Ángulo de filo. Se llama así el formado por las dos caras
de la cuña que corta o arranca el material.
—138—
e (épsilon) = Ángulos de desprendimienta de viruta. Es el ángulo que
forma la cara sobre la cual se desprende la viruta con el
eje de la pieza.
(3 (beta) = Ángulo de incidencia. Es el ángulo que forma la cara
frontal de la herramienta con la tangente de la superficie de corte. También se le da el nombre de ángulo
de despulla.
y (gamma) = Ángulo de corte. Es el que forma la cara de desprendimiento de la viruta con la superficie de corte.
8 (delta) = Ángulo de punta. Se denomina así al formado entre las
caras del corte principal y el corte secundario, o sea, el
ángulo formado por la punta de la herramienta.
Figura 73
Además de los ángulos de la herramienta en sí, ha de tenerse en
cuenta el ángulo que forma la herramienta con relación al material, ángulo que en la figura 73 está indicado con la letra x (cappa) y que se
—139—
llama ángulo de posición; compruebe que el ángulo de posición es el
formado entre el corte principal y la superficie de la pieza.
Insistimos que procure aprenderse bien estas denominaciones, pues en
sucesivas lecciones será necesario citarlas con frecuencia. Estas denominaciones son, en resumen, las siguientes:
1.
Cuerpo de la herramienta
2.
Cabeza de corte
3.
Ángulos característico;
4.
Con relación al material:
HERRAMIENTAS DE RINCÓN
En la pasada lección se indicó que el cilindrado era el trabajo más
corriente en el torno sencillo que empezó a estudiarse en dicha lección. Ahora se le ha indicado que la forma de la herramienta de cilindrar está condicionada por la clase de corte a realizar y la forma de la
pieza que haya de mecanizarse.
Figura 74. — Eje escalonado,
Más frecuentes, en los trabajos de cilindrado que el tipo de piezas
de la figura 70, son las piezas con escalones del tipo de la que se
muestra en la figura 74. Esta forma cilindrica con escalones es la que
suele darse al eje de un mecanismo o de una máquina; un eje será de
mayor o menor tamaño del de la figura, pero es casi seguro que siempre tendrá dos o más escalones.
—140—
Figura 75. — Herramientas de cilindrar.
Para el cilindrado del eje de la figura 74 se necesita una herramienta
cuya punta llegue a los rincones de la pieza; esta herramienta no puede
ser la vista hasta ahora, sino que se ha de utilizar la herramienta llamada
de rincón. Fíjese en la figura 75 como en la herramienta de la figura 70 resulta inadecuada y, en cambio, con la herramienta de rincón se consigue
cilindrar hasta el mismo rincón de cada escalón de la pieza. Tal como se ve
en la figura, las herramientas de rincón también son de derecha o izquierda.
COMPROBACIONES PARA EL CILINDRADO
Interesa recordar que se da el nombre de cilindrado a todo trabajo que consiste en formar superficies cilindricas, independientemente
de la clase de herramienta utilizada como también de la forma en que
se sujete la pieza en el torno. Así, pues, tanto si usted mecaniza la
pieza de la figura 70 como si mecaniza la de la figura 74, hará un trabajo de cilindrado, lo mismo que lo hará si la pieza está fijada, por ejemplo, en un plato universal, como se ve en la figura 76, como si la tiene
fijada entre puntos (figura 78) o bien, una combinación de las dos anteriores o sea, fijada en plato universal y apoyada en su extremo con
un punto tal como se muestra en la figura 77.
En todo trabajo de cilindrado y una vez elegida la herramienta,
conviene hacer, antes de empezar a mecanizar, una serie de comprobaciones elementales para asegurarse del buen resultado de la operación,
Aunque el tornero prescinde de estas comprobaciones cuando conoce bien
la máquina con que trabaja, téngalas usted en cuenta siempre que se sitúe
ante un torno por primera vez. Usted hará un buen trabajo si comprueba:
—141—
Figura 76. — Cilindrando una pieza fija
en plato universal.
Figura 77. — Cilindrando entre plato
universal y punto.
1.°
El perfecto funcionamiento general de todos sus mecanismos.
2.° Un deslizamiento suave del carro sobre la bancada.
3.° La perfecta alineación del eje.
4.° El perfecto estado de los elementos de fijación.
5° Calidad que ha de conseguirse.
Figura 78. — Cilindrado entre puntos.
—142—
A continuación va a estudiar cada una de estas comprobaciones y
tenga en cuenta que se refieren al torno elemental visto en la figura 40
de la lección 2.a
PERFECTO FUNCIONAMIENTO DEL CABEZAL
Usted recuerda que(para lograr un buen resultado de la superficie
a tornear, es preciso que todo el conjunto del cabezal y, en general,
todos los órganos que giran o se deslizan lo hagan de una manera suave.)
El más pequeño obstáculo (polvo, falta de engrase, etc.) puede
repercutir en la superficie torneada en forma de asperezas, rayas o rugosidades. Para evitar este inconveniente debe comprobarse que todos
sus órganos estén perfectamente limpios y engrasados. En todos los
tornos, encontrará usted señalados los puntos y en las máquinas modernas, se incluyen unas tablas que indican las veces que debe engrasarse cada punto.
DESLIZAMIENTO SUAVE ENTRE BANCADA Y CARRO
El segundo punto a comprobar se refiere casi a los mismos aspectos que el anterior, pero la importancia de un deslizamiento suave
del carro sobre la bancada hace que se la dedique un apartado especial
por las ventajas que a continuación se enumeran:
*
Mayor facilidad para el avance a mano del carro.
*
Acabado más regular, o sea, más igual de la superficie mecanizada.
Un deslizamiento duro del carro puede hacer que el operario para
hacerlo avanzar le dé empujones y que estos empujones se produzcan
en la superficie torneada, en forma de rayas profundas.
*
Una mayor duración del corte principal de la herramienta.
Uno de los empujones antes mencionados puede ser causa de que
la herramienta avance demasiado, es decir, que la viruta que se forzara.
a arrancar fuera demasiado gruesa siendo causa de la rotura del filo de
la herramienta.
*
Un mejor aprovechamiento de la máquina.
La misma causa que puede ocasionar la rotura de la herramienta,
puede ocasionar también la rotura de alguna pieza del torno, y hacer
saltar la pieza que se trabaja.
—143—
Debe entenderse por desplazamiento un deslizamiento fino, pero que el
carro se note bien fijado. Fíjese en la figura 79 que el carro va sujeto a la
bancada mediante unas reglas y unos tornillos que le mantienen apretado
contra la bancada que le hace como de vía; debe cuidarse que esté apretado,
pero que no esté tan fuerte que no pueda desplazarse, o que cueste mucho
moverse, ni que vaya tan ligero, que pueda levantarse la herramienta hacia
arriba a causa de tener que hacer un esfuerzo; compruebe estos inconvenientes en la figura 80.
También puede ocurrir que, al pretender avanzar el carro y estar
éste demasiado ligero sobre la bancada, el mismo impulso o fuerza que
se dé al volante, haga que el carro se levante de atrás, tanto como permita la holgura entre bancada y carro.
Superficies limpias
y
engrasadas.
Figura 79. — Esquema de fijación del carro y bancada.
Usted, en consecuencia, para lograr un deslizamiento suave debe:
a) Limpiar y engrasar perfectamente toda la superficie de la
bancada.
Para realizar esta limpieza y engrase se hace correr varias veces
el carro a todo lo largo de la bancada, limpiándola después de cada
desplazamiento.
—144—
—145—
b)
Comprobar y graduar de forma conveniente, la posición de
las reglas de fijación.
PERFECTA ALINEACIÓN DEL EJE
Las comprobaciones anteriores son para asegurarse de que la máquina responda. Ahora se trata de tomar las precauciones necesarias
para que también responda la pieza que se ha de cilindrar, es decir,
una vez asegurado el buen estado de la máquina ha de asegurarse
de que el cilindrado se realice bien.
En una próxima lección estudiará las diversas maneras de montar la pieza para ser torneada. Suponga que la pieza ya está montada
en el plato universal como en la figura 76. Lo que debe comprobarse
es que el eje de rotación de la pieza, en este caso el mismo eje del cabezal, esté perfectamente paralelo a la bancada, para que la pieza quede
a la misma medida en toda su longitud.
Vea en la figura 81 los efectos de una mala alineación del cabezal;
en la lección anterior estudió cómo se corrige esta alineación, desplazando el cabezal con los tornillos de reglaje, según indica la flecha A
de la figura hasta que se consigue un perfecto paralelismo en toda la
superficie cilindrada.
Figura 81. — Efectos de mala alineación del cabezal.
Conseguida la misma medida en toda la longitud de la pieza, usted
podrá decir que tiene el cabezal completamente bien alineado.
—146—
De esto se deduce que, cuanto mayor sea la longitud que usted
compruebe, tanto más seguridad tendrá de haber logrado una alineación
perfecta del cabezal.
Una vez hecha esta comprobación usted ya puede proceder a cilindrar la pieza que sea, con la seguridad de que le quedará bien.
No le extrañe que se insista tanto sobre estos puntos; el no observarlos bien, hace que fracasen operarios que podrían ser buenos, al no
lograr un perfecto acabado en sus trabajos. Un buen operario debe estar
seguro de las condiciones en que realiza su trabajo.
Aunque generalmente el cabezal se alinea correctamente cuando
se monta y se fija muy fuerte de forma que no haya de tocarse, siempre
es posible una desviación y, por consiguiente, se hace necesario comprobar que el eje que pasa por el cabezal y la contrapunta es completamente paralela a la línea que sigue al carro por la bancada.
Suponga ahora que el montaje de la pieza en vez de ser en plato
universal es entre puntos, como se muestra en la figura 78; en este
caso, puede efectuarse la comprobación y el reglaje de dos maneras
distintas, según la precisión que se pida y según la longitud de la pieza.
Usted recordará que en la lección 2.a estudió la forma en que se
desplazaba el vastago de la contrapunta, mediante la acción del volante y el husillo; para asegurarse vea de nuevo la figura 63 de dicha
lección.
Recuerde, asimismo, que la torre portaherramientas va montada
en la parte superior del carro longitudinal y sobre los carros transversal
y superior. El desplazamiento de la herramienta vendrá ordenado, pues,
como ya vio usted en la lección 2. a , por el desplazamiento de los carros
y el de éstos por el de las manivelas 11 y 13 de la figura 66 de dicha
lección.
Observe que el dispositivo de la figura 82 es parecido al de la contrapunta. La manivela se acciona a mano y al accionar la manivela gira
el husillo. Como la tuerca está fijada con tornillos al carro transversal,
no puede girar, pero sí que puede desplazarse hacia adelante o hacia
atrás y, al mismo tiempo, arrastrar al carro transversal y a la herramienta montada en su parte superior.
Compruebe que, de esta forma, se puede acercar o separar, según
convenga, la herramienta del eje de rotación y, por tanto, de la pieza.
Piense ahora que si se pudiera determinar una posición de la
manivela y, por tanto, de la herramienta, de forma que pudiera ponerse precisamente en el mismo sitio siempre que conviniese, habría
—147—
Figura 82. — Dispositivo husillo tuerca para el desplazamiento del carro transversal;
1, Carro longitudinal; 2, Husillo del carro transversal; 3, Guías del carro transversal;
4, Tornillos de fijación de la tuerca al carro transversal; 5, Carro transversal; 6, Carro
longitudinal; 7, Tuerca fija al carro transversal; 8, Tuerca que arrastra el carro transversal; 9, Manivela de mando del carro transversal.
logrado la forma de graduar la posición exacta de la punta de la herramienta con respecto del eje de rotación y, por consiguiente, se podría
cilindrar siempre que se quisiera a la misma medida. Pues bien, esto ya
se ha solucionado tal como comprenderá seguidamente.
Si usted observa la rosca de un tornillo cualquiera, verá que hay
una cierta distancia entre las espiras; esta distancia se llama paso de
la rosca.
En la figura 83 se muestra un tornillo y el esquema de un paso
de rosca. Podría decirse que la espira es como una tira de material que
se ha ido arrollando a una barra redonda, pero conservando siempre la
misma distancia entre cada una de las vueltas. Esta distancia, que
en cada tornillo es siempre igual, es lo que se llama paso de rosca.
A cada vuelta del tornillo corresponde una distancia determinada,
y si se tiene un tornillo y una tuerca montados (vea la figura 84) de
manera que se haga girar el tornillo sin que éste pueda desplazarse, la
tuerca se desplazará en la proporción siguiente:
1 vuelta del tornillo o husillo = 1 paso de desplazamiento de la
tuerca.
Suponga que el paso entre las espiras es de 4 milímetros. Así, pues,
1 vuelta del tornillo o husillo = 4 mm. de desplazamiento de la
tuerca.
Figura 83. — Tornillo y rosca.
1/2 vuelta del tornillo o husillo = 2 mm de desplazamiento de
la tuerca.
1/4 vuelta del tornillo o husillo = 1 mm de desplazamiento de
la tuerca.
Y así sucesivamente, con tantas partes de vuelta como se pueda
hacer. Si se pudiera dividir una vuelta en 100 partes iguales, el avance
de la tuerca (y por tanto, de la punta de la herramienta) sería:
—149—
Figura 84. — Desplazamiento del carro transversal. Una vuelta del husillo igual a un
paso que se desplaza la tuerca.
1
4 mm
vuelta =
100
= 0'04 mm
100
Igualmente, si se pudiera hacerlo en 200 partes:
1
4
vueltas =
200
= 0'02 mm
200
Vea en la figura 85 un pomo graduado en 200 partes; a una posición determinada del pomo graduado corresponde siempre una misma
posición de la punta de la herramienta y, por tanto, una misma medida en el diámetro a cilindrar (fig. 86). Las divisiones del índice del
—150—
Figura 85. — Pomo graduado de un torno de precisión.
pomo permiten una exactitud extraordinaria y, por esto, una división
tan pequeña sólo se pone en los tornos de gran precisión.
Volviendo otra vez al reglaje del cilindrado, ahora que ha visto
cómo puede graduarse la posición de la herramienta, vea seguidamente
cómo se efectúa una comprobación rápida de la alineación de los puntos.
Se monta la pieza entre puntos y se da una pasada de cilindrar
de unos 10 a 15 mm de longitud (figs. 87-1); se observa la referencia con el índice del pomo graduado y se desmonta la pieza de manera
que no se haya de retirar la herramienta.
Después se desplaza la herramienta hacia el cabezal y se vuelve
a montar la pieza (figs. 87-2); la punta de la herramienta se acerca a
—151—
Figura 86. — A una misma referencia del índice corresponde siempre un mismo
diámetro.
la pieza y se comprueba si la punta de corte (que está situada exactamente a la misma distancia del eje teórico que antes) roza tangencialmente o sea, muy suavemente a la zona cilindrada (figs. 87-3). Si es
así, el reglaje estará bien y se podrá cilindrar tranquila y correctamente.
Si ocurriese lo indicado en las figuras 87-4 ó 87-5, debería corregirse
con los tornillos de reglaje de la contrapunta, según se indicó en la lección
anterior.
Siempre deberá reglarse por la contrapunta, ya que, como ha
visto anteriormente y vio también en la lección 2.a, el cabezal se llama
fijo porque una vez montado en posición correcta (es decir, con el eje
bien alineado) se fija fuertemente mediante los tornillos de fijación,
tal como estudió en la pasada lección, y raras veces debe corregirse
De todas maneras, usted, al colocarse ante una máquina por primera vez, debe hacer esta comprobación.
Cuando la pieza montada entre puntos es muy grande o pesada, la
comprobación se efectúa cilindrando una pequeña zona en cada extremo y
comprobando que, a una misma referencia corresponde un mismo diámetro
(fig. 88) las diferencias que se encuentren se corrigen con la contrapunta.
—152—
Figura 87. — Reglaje cilindrico de los puntos del cabezal y contrapunta.
PERFECTO ESTADO DE LOS ELEMENTOS DE FIJACIÓN
Es elemental que antes de ponerse a trabajar en un torno debe
usted asegurarse de que los elementos de fijación están en buen estado,
o sea, que cuando usted considere que, tanto la pieza como la herramienta están bien sujetas, sea realmente así.
Tenga siempre en cuenta que el arranque de viruta requiere mucho esfuerzo por parte de todos los elementos del torno y, por tanto,
esta fuerza deben resistirla los mecanismos de la máquina y los que
utilice usted para fijar herramientas y piezas.
10
10.
Figura 88. — Reglaje cilindrico entre puntos.
No deje nunca de hacer esta comprobación y tenga presente que
debe hacerla con mayor cuidado cuanto más pesada sea la pieza.
El descuido de la fijación de la máquina es causa, a veces, de accidentes muy graves. Por su importancia más adelante se insistirá sobre este tema.
CALIDAD DE TRABAJO A EJECUTAR
Al empezar la lección 2.* usted estudió como una diferencia que
-154—
era necesario indicar en todo trabajo de cilindrado era, si se trataba
de acabado o de desbaste.
En el cilindrado de desbaste no es necesario ningún cuidado especial en conseguir una medida perfecta, o bien una lisura perfecta en
el mecanizado de la pieza.
En general, se cilindran a desbaste las superficies que no necesitan gran precisión ni de un aspecto de lisura perfecta, o bien como
operación previa, es decir, se cilindra una pieza en desbaste para después, en una operación posterior, cilindrar de acabado.
Para el desbaste se utilizan, generalmente, herramientas más fuertes y avances más largos, ya que el rayado que pueda quedar en la superficie no afecta a la calidad de la pieza.
Las herramientas empleadas para el cilindrado de acabado, es decir, para conseguir una superficie fina en cuanto a la vista y al tacto se
refiere y, al mismo tiempo, una medida mucho más precisa, si bien
son iguales a las de desbastar, suelen tener la punta redondeada; por
otra parte, se cilindra con avances y espesor de pasada menores.
De lo dicho se deduce que:
un desbaste precisa: potencia de corte y, por tanto, muy
buena fijación de la pieza;
un acabado precisa: menos potencia de corte, fijación menos
fuerte, buen acabado de la superficie, corte muy fino de la
herramienta.
Así, pues, al prepararse para efectuar una operación de cilindrado, debe usted aclarar el grado del acabado; según sea desbaste o
acabado requerirá una fijación u otra, y, además, una herramienta u
otra.
Usted ya ha visto, en términos generales, lo que es la operación
de cilindrar, las herramientas con las que se realiza la forma en que se
prepara y se ejecuta; a continuación hará lo mismo con lo que respecta
a la operación de refrentado.
REFRENTADO
En la lección 1 .ª estudió que la operación de refrentado consistía
en la construcción de superficies planas, perpendiculares el eje de ro—155—
tación o eje de torno (fig. 89). Esta operación es mucho más sencilla
que la de cilindrar y se efectúa en menos ocasiones.
El avance de la herramienta se realiza mediante el carro transversal y se logra accionando el husillo montado en el carro, a diferencia de la de cilindrar, que se efectúa accionando el carro con el volante
situado en el tablero o delantal.
Figura 89. — Refrentado.
Figura 90
HERRAMIENTAS DE REFRENTAR
Las herramientas de refrentar están sujetas a las mismas normas
y observaciones que las de cilindrar, variando únicamente la disposición
de la cabeza de corte y, por consiguiente, del corte principal y secundario (figura 90). Los ángulos de corte son los mismos y tienen las mismas características.
—156—
Sí bien anteriormente usted ya ha visto que las herramientas deben
colocarse a la altura precisa para
que la punta de corte coincida con
el eje de rotación, esto tiene más
importancia en la herramienta de
refrentar que en la de cilindrar.
Fíjese en la figura 9 1 ; la herramienta de cilindrar debe de estar colocado a la altura conveniente, pero las variaciones h de la punta
de la herramienta respecto al plano
del eje, hace que los ángulos de desprendimiento e y de incidencia B
varíen.
Es evidente que si los ángulos
han sido estudiados de manera que
cada material requiere un ángulo
distinto, una variación de este tipo
puede hacer que el corte no sea
todo lo correcto que debería ser,
pero teniendo en cuenta que esta
diferencia h puede ser pequeñísima
o nula, esto no llega a constituir un
broblema que pasa por el centro de
rotación, además la importancia de
h viene determinada por el diámetro a tornear.
Suponga que el diámetro fuera
de 20 mm y h de 1 mm ; en este
caso podría decirse, y con razón, que
h era excesiva y debería corregirse,
pero en cambio, si el diámetro fuese
de 600 mm , la importancia de h,
aunque fuese de 1 m m , disminuiría, pues al ser el radio mucho
Figura 91. — Variación de los ángulos
de desprendimiento e y de incidencia B
según la posición de la herramienta
respecto del eje de rotación
—157—
Figura 92. — Variación del ángulo a, según el radio de curvatura
Que se considere.
más grande, las variaciones de los ángulos serían mucho menores. Compruébelo en el esquema de la figura 92. El ángulo a va disminuyendo
cuanto mayor es el radio de curvatura, puesto que las rectas son todas
paralelas al eje.
Esto, por lo que respecta al cilindrado; en cambio, para lo que
respecta a la operación de refrentado es muy importante la colocación
de la herramienta en el centro preciso, sea el diámetro que sea de la
pieza.
Observe en la figura 93 que, mientras en el dibujo A, la herramienta está a la altura conveniente, en B y C, no sucede así.
A, herramienta centrada. — El refrentado es correcto hasta el mismo
centro.
B, herramienta baja. — La herramienta al llegar al centro mete la
punta bajo el botón que queda y puede
ocasionar la rotura de la punta de corte.
C, herramienta alta. — La herramienta no puede llegar hasta el
centro, pues el botón lo impide. Si se
aprieta con la herramienta se arranca el
botón en lugar de cortarlo, y se puede estropear el corte.
—158—
Figura 93. — Efectos de una posición incorrecta de la herramienta respecto del centro de rotación.
Tanto en el caso B como en el C, debe corregirse inmediatamente
la posición de la heramienta. Para lograr un refrentado perfecto se procura, algunas veces, fijar el carro a la bancada, ya sea apretando los tornillos de reglaje de la figura 79, o bien con un tornillo especial que
lleva para este fin.
Esto se hace porque, en el caso de la pasada de refrentado fuera
algo fuerte, la resistencia que ofrece el material podría empujar el
carro hacia atrás, quedando entonces un refrentado como el de la f i gura 94 B.
También podría ocasionar este error, el que la herramienta no estuviera suficientemente fuerte en la torre. La resistencia del material
iría inclinándola de manera que iría perdiendo pasada, hasta que llegara a arrancarla, ocasionando su rotura.
A veces por un avance excesivo y una fijación defectuosa la herramienta
se va metiendo hacia dentro, cogiendo cada vez más pasada y dejando el
refrentado como se ve en la figura 94 C, y con gran peligro de romper
la herramienta y hacer saltar la pieza.
Los efectos B y C, de la figura 93, pierden importancia cuando se
trata de refrentar piezas agujereadas, puesto que entonces no hay necesidad de hacer llegar la herramienta hasta el centro, quedando (tan
sólo la ligera variación de los ángulos B y e que se ve en la figura 91
HERAMIENTA DE CILINDRAR REFRENTAR
Las repetidas veces que se presentaban juntas en una misma fijación, las operaciones de cilindrar y refrentar, y la pérdida de tiempo
—159—
Figura 94. — Refrentado.
que representaba estar girando continuamente la torrecilla, o bien, en
caso de torre sencilla el hacer un cambio completo, hicieron que apareciera como herramienta de torno la llamada de cilindrar-refrentar, es
decir, una herramienta combinada de cilindrar y refrentar, cuya espepecial cabeza de corte tiene la particularidad de tener un corte principal y dos cortes secundarios.
Compare las figuras 90 y 95 y verá que esta herramienta trabaja
exactamente en las mismas condiciones que las de cilindrar y refrentar
que había usted visto hasta ahora. Así se hará cargo rápidamente de
que los ángulos son exactamente los mismos.
Resulta fácil comprender que esta herramienta presenta el mismo
inconveniente que la de la figura 75; no obstante, los casos en que
representa una ventaja son muy numerosos, especialmente en los de
desbaste, puesto que permite incluso trabajar en ejes escalonados, que
tengan pequeñas diferencias en los diámetros, dejando el refrentado
para las herramientas de cuchilla de acabado.
COMPROBACIONES PARA EL REFRENTADO
Las precauciones a tomar para el refrentado y, en general, para
todas las operaciones que se efectúan en el torno son las mismas que se
—160—
Figura 95. —Herramienta de cilindrar-refrentar y vista de los ángulos de corte.
—161—
han indicado para el cilindrado; una vez comprobada la alineación de!
eje del torno, la superficie refrentada debe quedar siempre perpendicular a la línea de la bancada y eje del torno.
Si alguna vez no ocurre así puede decir con toda seguridad que
es defecto de fabricación del torno, por no ser las guías del carro transversal perpendiculares a las guías de la bancada, según se puede observar
en la figura 96.
INCORRECTO
CORRECTO
Figura 96
RANURADO Y TRONZADO
También estudió en la lección 1.ª que otras de las operaciones elementales podían ejecutarse en el torno sencillo de cilindrar a mano, eran
las de ranurar y tronzar, y que se denominaba ranurado la construcción
de gargantas o ranuras en una superficie exterior o interior, y que
cuando estas gargantas llegaban a partir la pieza en dos se llamaba tronzado.
Fíjese, en la figura 97, que, al abrir la ranura, se introduce una
herramienta de forma especial que cilindra por delante y refrenta por
ambos lados.
La principal utilidad de esta operación es, al efectuar la ranura,
hacer una descarga en la pieza que pueda utilizarse para:
— salida de una herramienta de cilindrar acabado.
— salida para una herramienta de roscar.
— salida para la muela de rectificar.
—162—
Figura 97. — Ranurado.
para colocar alguna pieza que interesa fijar en un sitio determinado en algunos casos, para quitar pesos.
Puede interesar a veces que la herramienta de acabado tenga
punta muy fina, y no convenga hacerla trabajar para refrentar
(fig. 98-A).
En el segundo caso, como una rosca ha de efectuarse en diversas pasadas, conviene que la herramienta de roscar, de punta
muy fina, tenga una salida, para que no tropiece con excesivo
material al final de la pasada y se despunte (fig. 98-B).
• En el caso de que sea una salida para la muela de rectificar, se
utiliza, porque la muela no puede conservar su arista de corte
muy perfilada, y de no tener salida el rincón quedaría redondeado (figura 98-C).
- Si la muela ha de repasar la cara refrentada, la ranura se hace
de manera que no quede el rincón redondeado (figura 98-D).
• Cuando se hace como descarga, suele ser de dimensiones mayores, efectuándose entonces una ranura en cada extremo, quitando la parte intermedia con una herramienta de cilindrar
(fig. 98-E).
—163—
Figura 98. = Utilidad del ranurado.
Las ranuras pueden hacerse además, con la forma que más convenga, con sólo preparar la herramienta adecuada.
Vea en la figura 99 una herramienta de ranurar de forma plana,
con indicación de los ángulos de desprendimiento e y de incidencia B.
TRONZADO
La operación de tronzado se llama también segado, puesto que,
en realidad, es un ranurado que corta o siega la pieza en dos.
Esta operación se realiza siempre que interesa cortar una pieza y
—164—
VISTA POR A
Figura 99. — Herramienta de ranurar.
suele llamarse también tronzar cuando la ranura es muy profunda, aunque no llegue a cortar la pieza.
Es de advertir que como la finalidad principal de esta operación
es cortar, sus herramientas tienen la cabeza de corte muy especial. Debe
ser muy larga (para poder cortar diámetros bastante gruesos) y muy estrecha, aunque no en exceso, puesto que si es muy estrecha es muy posible qué se rompa y si es demasiado ancha al coger mucha sección de
corte, cuesta mucho esfuerzo el hacerla penetrar, pues al mismo tiempo
se tiene que ir con mucho cuidado, ya que una ligera presión más de la
normal puede romperla.
Este gran cuidado que ha de ponerse al efectuar esta operación,
hace que pueda considerarse como una de las más pesadas, ya que
debe hacerse fuerza para hacerla penetrar y al mismo tiempo, hacer
fuerza, para que no penetre demasiado. Cuando se tiene que estar
mucho rato tronzando a mano, la mano llega a agarrotarse.
Como a pesar de todo es muy fácil enganchar la herramienta al
penetrar más de la cuenta, sobre todo cuando se tiene la mano fatigada, estas herramientas se disponen en forma de "cuello de cisne",
de tal manera que éste hace de muelle, comportándose como si lo
fuera y haciendo que la herramienta, mucho más elástica, no se rompa
tan fácilmente.
De la observación de la figura 100, puede deducirse que:
* Es una herramienta cara, porque requiere una habilidad más
—165
especial para prepararla. Actualmente se preparan unos soportes especiales que lo hacen más fácil.
El corte principal debe siempre estar muy afilado; lo contrario haría que se tuviera que aumentar la presión para el
avance y por consiguiente con mayor peligro de rotura.
El no preparar correctamente los ángulos e y B, puede hacer
que la misma viruta, a\ no tener fácil salida, rompa la herramienta.
Debe ajustarse el carro transversal de modo que no vaya demasiado ligero, ni demasiado duro. En ambos casos, aumentan la fatiga de la mano y el peligro de rotura.
Los ángulos e y B, deben estar cuidadosamente conseguidos.
VISTA POR A
Figura 100. — Tronzado y herramienta.
—166—
El mismo motivo anterior puede hacernos desviar la herramienta hacia un lado y hacer que se rompa fácilmente.
Todas estas dificultades hacen que su ejecución sea lenta y
pesada.
La herramienta debe estar colocada precisamente en el centro. El peligro de rotura por los efectos de altura que usted
ha visto en la figura 93 es aquí mucho mayor.
También como en el refrentado, el cortar unas piezas que
estén agujereadas o huecas disminuye mucho estas dificultades.
Ranurar (fondo plano)
Superficies esféricas (a la derecha)
Ranurar (fondo redondo)
Roscar
Ranurar (salidas para herramientas)
Escuadrar (a la derecha)
Cilindrar (a la derecha)
Refrentar (a la derecha)
— Pala (para gargantas anchas)
Cilindrar a desbaste (a la derecha)
Cilindrar- refrentar
(a la derecha)
Tronzar
Figura 101. — Operaciones y herramientas empleadas. Las flechas indican el sentido de avance de cada herramienta.
En definitiva, puede decirse que el tronzado es una operación fácil y enojosa, pero al mismo tiempo de las que acreditan a un operario. Es fácil porque no requiere conocimientos especiales, solamente
mucho cuidado; es enojosa porque al mismo tiempo que fácil es pesada y acredita a un operario, porque es una de las que se pone más
de manifiesto cualidades tales como: cuidado, afilado y conservación
de las herramientas, temple y seguridad en sí mismo que proporcionan un dominio de nervios muy necesario para no precipitarse y romper la herramienta.
En esta lección ha visto usted la preparación para las operaciones
de cilindrar, refrentar, ranurar y tronzar, las herramientas que se utilizan y las precauciones a tomar y dificultades que se presentan.
Vea resumidas en la figura 101 todas estas operaciones y las
herramientas que se emplean. Fíjese bien en todos los detalles que
se han explicado y piense que de la atención con que estudie estas primeras lecciones depende el aprovechamiento de las siguientes .
—168—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
SUMA DE QUEBRADOS
Dos casos pueden presentarse en !a suma de quebrados:
1.°
2.°
Que todos tengan el mismo denominador, y
Que no tengan el mismo denominador.
En el primer caso, es decir, si los quebrados que han de sumarse tienen el mismo denominador, la operación resulta fácil. Basta con sumar los
numeradores, sólo los numeradores, y a la suma ponerle el mismo denominador.
Ejemplos:
—169—
No es muy frecuente este caso en la práctica. Más bien suele ocurrir
lo contrario, o sea que los quebrados que han de sumarse tengan distinto
denominador y entonces se ha de trabajar de distinta forma. Antes de sumar, ha de hacerse que todos los quebrados tengan el mismo denominador;
esto es lo que se le llama reducción de quebrados a común denominador
es decir, al mismo denominador.
No es difícil, pero se debe estudiar bien cómo se procede para que sea
fácil la suma de números quebrados con distinto denominador. Por lo
tanto, preste atención.
REDUCCIÓN A COMÚN DENOMINADOR
El valor de un quebrado no varía si el numerador y el denominador se
multiplican por el mismo número. El quebrado que resulta de la multiplicación se expresa en distintas cifras, pero el cociente que se obtiene al
dividir el numerador por el denominador es igual al que se obtiene al dividir el numerador por el denominador del otro quebrado.
Compruébelo en este ejemplo:
4
Divididos el numerador y el denominador del quebrado — se obtiene
el resultado 4 : 5 = 0,8. Multiplicados el numerador y el denominador por
4X3
12
el número 3, se obtiene
=
. Divididos ahora el numerador y el
5X3
15
12
denominador del quebrado
, el resultado es también 12: 15 = 0,8.
15
4
12
Así, pues, — =
.
5
15
En esto se funda la reducción a común denominador. Un ejemplo bas5
4
tará para comprenderlo: Interesa que los quebrados — y — tengan el
8
9
mismo denominador.
Se trata de encontrar un denominador igual para los dos quebrados,
teniendo cada quebrado el mismo valor que antes de la reducción. Conse—170—
guirlo resulta fácil: numerador y denominador de cada quebrado es multiplicado por el otro denominador.
5
4
45
Así pues, los quebrados — y — quedan convertidos en —— y
8
9
72
32
72
Los dos tienen el mismo denominador y el valor de cada uno es igual
al de antes de la reducción, porque numerador y denominador de cada
quebrado han sido multiplicados por los mismos números. El denominador
es igual en los dos quebrados porque es el producto de los denominadores.
Otro ejemplo para una mejor comprensión:
Por estos ejemplos se puede comprobar que la reducción de quebrados a un común denominador no tiene complicación alguna; basta con multiplicar numerador y denominador de cada quebrado por el producto de
los denominadores de los otros quebrados que han de sumarse.
—171—
SUMA DE QUEBRADOS CON REDUCCIÓN A COMÚN DENOMINADOR
Una vez hallado un mismo denominador para todos los quebrados se
suman exactamente igual que en el primer caso, es decir, se suman los
numeradores y a la suma se le pone el mismo denominador.
Ejemplos de suma de quebrados con reducción a común denominador:
1.°
7
3
Sumar — y —
8
9
Primeramente se reducirán al mismo denominador:
Se sumarán ahora
Reducción a común denominador:
—172—
Siga estos ejemplos y haga, por su cuenta, todas las operaciones para
darse cuenta de cómo se ha procedido para su resolución.
RESTA DE QUEBRADOS
Al igual que en la suma, en la resta pueden presentarse los dos mismos casos: Que los quebrados tengan un mismo denominador y que los quebrados no tengan un mismo denominador.
Si los quebrados que han de restarse tienen un mismo denominador,
se restan los numeradores y a la resta se pone el mismo denominador.
Ejemplos:
Si no tienen ¡guales los denominadores se reducen a denominador común. Sabe perfectamente cómo se procede: numerador y denominador de
cada quebrado son multiplicados por los denominadores del otro.
Ejemplo:
8
4
De — restar —
9
6
Reducción a común denominador:
—173—
MULTIPLICACIÓN DE QUEBRADOS
Multiplicar quebrados no tiene complicación alguna: en ningún caso ha
de procederse a la reducción a común denominador. En toda multiplicación
de quebrados basta multiplicar entre sí los numeradores y los denominadores. El resultado o producto de multiplicar los numeradores es el numerador, y el producto de los denominadores es el denominador del quebrado
producto de la multiplicación.
Ejemplos:
Exactamente igual se procede cuando son más de dos los quebrados
que han de multiplicarse.
Ejemplo:
DIVISIÓN DE QUEBRADOS
Fíjese bien en la forma de dividir los quebrados. Ha de dividirse
3
2
— por —. ¿Cómo se procederá? El quebrado que ha de dividir o divisor
4
5
•
—174—
se invierte (es decir, el numerador se coloca en el lugar del denominador
2
5
y el denominador en lugar del numerador): o sea, el — se transforma en —.
5
2
Una vez invertido el divisor, se multiplican los dos quebrados como en una
multiplicación cualquiera:
3
2
3X5
15
4
5
4X2
8
y el resultado es el de la división.
Lo que se hace en una división de números quebrados es, en definitiva, multiplicar el numerador del quebrado que ha de dividirse o dividendo
por el denominador del quebrado que ha de dividir o divisor; el producto
de esta, multiplicación es el numerador del resultado o cociente. Después se
multiplican el denominador del dividendo por el numerador del divisor y el
producto de la multiplicación, es el denominador del cociente.
Ejemplos:
13
8
7 X 12
84
13 X 2
26
i
Estos ejemplos, bien estudiados, serán suficientes para comprender cómo
se dividen los números fraccionarios.
—175—
interpretación planos
LECCIÓN
DISTINTAS CLASES DE CORTES
Las vistas en corte no siempre se representan en los planos de la forma sencilla, de un corte plano de la pieza, que ha estudiado usted en la
lección 2 de esta asignatura. Como ya vio usted en la fig. 26 de la lección
anterior, el corte puede considerarse hecho por dos o más planos que
forman ángulo entre sí. Los cortes de esta clase pueden representarse en
los planos en dos formas diferentes; una, como si fuesen vistas normales
de la pieza cortada,(en esta forma se representa, por ejemplo, el corte
Figura 34
—177—
del corte se hubiesen colocado unas a continuación de otras, como se
muestra en la fig. 35.
Figura 35
En cualquiera de los dos casos en la vista en corte se indican con
una línea fina de trazo y punto ¡as separaciones entre cada uno de los
distintos planos de corte como puede ver en las dos anteriores figuras.
Además, si se trata de una vista como la del primer caso, el rayado
de la superficie cortada por un plano se hace desplazando el rayado de la
superficie cortada por el otro plano, como puede apreciarse en la figura 34.
CORTES PARCIALES
Otra forma muy corriente de vistas en corte son las llamadas cortes
parciales, en ellos una parte de la vista representa una parte de la pieza
cortada y la otra parte representa el resto de la pieza sin cortar. Un
ejemplo de estos cortes puede verlo en la figura 36, donde se presenta
una vista de la pieza de la figura 37, con su extremo cortado según un
plano de corte como el de la figura 38. En estos casos la separación
entre la vista de la parte cortada y la parte sin cortar se señala con una
línea irregular más fina que las líneas de la pieza.
Figura 36
Figura 37
—178—
Figura 39
Figura 38
Cuando la pieza es simétrica y para su representación en un plano
conviene que haya un corte para mostrar el interior, es corriente que
se dibuje una vista con una mitad cortada y la otra mitad sin cortar,
Figura 40
—179—
como se muestra en la fig. 39. Debe aclararse lo que es una pieza simétrica, se llama así a la pieza que puede dividirse en dos partes por un
corte plano de manera que las partes en que queda dividida sean iguales
pero dispuestas al contrario una de la otra. En la fig. 40 se muestran
algunas piezas simétricas; cada una de las dos partes en que la pieza
queda dividida con esta condición se dice que es simétrica de la otra
parte con respecto al plano que divide la pieza. A este plano se le llama
plano de simetría de la pieza, En una pieza puede haber más de un plano
Figura 41
de simetría, es decir, que puede haber más de un plano que divida la pieza
en dos parles simétricas una de la otra; por ejemplo, la pieza que se
muestra en la fig. 41 tiene dos planos de simetría, como se puede ver en
la figura y la pieza de la fig. 42 tiene tres planos de simetría, otras tienen muchos, como usted mismo puede apreciar si busca los planos de simetría que puede tener un cuerpo tal como un cilindro, u otras figuras
parecidas.
Una pieza que tenga dos planos de simetría puede encontrarse representada por dos vistas en las cuales se halle la mitad cortada y la otra
mitad sin cortar, como la pieza de la fig. 43, que puede representarse por
sus vistas según la fig. 44.
Figura 43
Figura 44
—181-
En las vistas de piezas simétricas en que se presenta una mitad cortada,
la parte cortada se separa de la parte no cortada por una línea fina de
trazo y punto, como puede verse en las figs. 39 y 44.
CORTES AUXILIARES
Otro tipo de vistas en corte son las que se dibujan para aclarar la
forma que tiene una pieza o una parte de una pieza maciza, evitando
el dibujar otras vistas complicadas y que no darían una idea precisa
de la forma. Por ejemplo la pieza de la fig. 45 puede representarse en
Figura 46
Figura 45
un plano como se muestra en la fig. 46; las vistas en corte se han dibujado sobre la vista principal y única de la pieza, en este caso los cortes se dibujan con línea de contorno fina, como se ve en la figura. Este
tipo de vistas en corte tiene su
mejor aplicación como se ha indicado para aclarar detalles en vistas de las piezas más complicadas, un ejemplo se muestra en la
fig. 47, que es la vista principal
de una rueda y en la que se han
representado en corte los perfiles
de los radios o brazos de la rueda. Para mayor claridad en el dibujo de este tipo de cortes pueden
separarse de la vista, indicando
en ésta por medio de líneas de
corte y las letras correspondientes los lugares a que corresponFigura 47
—182—
Figura 48
den, fig. 48; fíjese que en este caso se representa en la vista en corte
sólo la superficie cortada y no el resto de la pieza como se hacía en las
vistas en corte de los tipos estudiados anteriormente. Siempre que se puede
estas vistas se dibujan en la posición correcta con respecto a las vistas a
que corresponden, como por ejemplo se muestra en las vistas del plano de
una pala de hélice do la fig. 49.
Figura 49
En lecciones posteriores estudiará usted algunos otros detalles sobre las
vistas en corte, que completarán lo estudiado en esta lección.
—183—
Tomo 4
conocimientos
generalesdemecánica
LECCIÓN
DUREZA DE LOS MATERIALES
Todo el mundo tiene una ¡dea de lo que se entiende por dureza de
los materiales. Todos sabemos cuando una cosa es dura o blanda. En seguida nos damos cuenta, por ejemplo, de si el pan es duro o blando ,si
la tierra es dura o no, si un trozo de madera es o no dura. En Física se
define la dureza de un material como la resistencia que este material opone
a ser rayado por otro.
A simple vista todos los materiales metálicos parecen muy duros; sin
embargo, unos son más duros que otros. Sirvan de ejemplo una moneda de
10 céntimos y un buen cuchillo o navaja. Si se intenta rayar la hoja del
cuchillo con la moneda, lo máximo que se conseguirá será rayar ligeramente la hoja brillante del cuchillo. En cambio, si con el cuchillo se intenta
rayar la moneda se comprobará no sólo que se pueden hacer rayas profundas, sino incluso desfigurarle completamente los grabados.
Esto se debe a que el material del cuchillo es más duro que el de !a
moneda.
Por otra parte, la moneda es más fácil de doblar e incluso romper que
el cuchillo, siempre que se prueben en las mismas condiciones, debido a
que el material del cuchillo es mucho más fuerte que el de la moneda. De
—185-
ahí que pueda decirse que el material es más fuerte cuanto más duro es,
aunque no sea del todo exacto en sentido riguroso, pero sí que nos puede
guiar bastante para saber la resistencia de los materiales, sobre todo en los
aceros que es uno de los materiales más utilizados.
Cuanto más duro es un material, menos se desgasta.
Si se hacen rozar contra una roca la moneda de 10 céntimos y el cuchillo, los dos se desgastan; pero mientras el cuchillo apenas pierde un
trocho muy pequeño la moneda se gasta mucho más, es decir, el cuchillo
que es un material más duro se gasta menos que la moneda,que es de un
material más blando,
La dureza de los materiales se mide con unos aparatos especiales llamados durómetros y se miden en unidades especiales llamadas: cifras Brinell, cifras Rockwell o cifras Vickers.
TRATAMIENTOS TÉRMICOS
Se ha observado que muchos materiales varían sus propiedades de
dureza, resistencia, etc , cuando son sometidos a tratamientos térmicos. Se
llaman tratamientos térmicos a una serie de operaciones a base de calentamientos y enfriamientos, a que son sometidos los materiales.
Los tratamientos térmicos que más nos interesan son los que se dan a
los aceros, que, por otra parte, son los materiales que más tratamientos
térmicos pueden sufrir.
Los tratamientos térmicos que más se utilizan son recocido, temple, revenido y cementado. Estudie usted a continuación en qué consiste cada uno.
RECOCIDO
Cuando los aceros vienen del comercio en bruto, traen a veces una dureza excesiva para la mecanización rápida y además es una dureza irregular, esto es, hay trozos duros y trozos blandos.
Para lograr una dureza menor y uniforme, es decir, todo el material
igual, se calienta en un horno y se le deja enfriar después lentamente dentro
del mismo horno. Esta operación es la que se llama recocido.
Con el recocido se consigue que el material quede blando y uniforme
en la dureza. Al quedar más blando el acero se puede mecanizar más
fácilmente y con mayor rapidez como verá más adelante.
La operación de recocido, por lo general, no es preciso efectuarla; in—186—
cluso muchos aceros los venden ya con este tratamiento hecho. No obstante, algunas veces el material viene tan duro que es preciso aplicarlo.
Cuando un material viene con una dureza grande e irregular y si al
doblarlo se desgarra fácilmente, se dice que este material es agrio. A un
material agrio es preciso darle el tratamiento de recocido, puesto que al
pretender mecanizarlo estropea las herramientas y es difícil de conseguirlo. A veces, aunque se le aplique el recocido no se consigue aprovecharlo.
Según la clase de acero que haya de ablandarse, en lugar del recocido
se le aplica el tratamiento de normalizado, que consiste en dejar enfriar
el acero fuera del horno, en lugar de dentro del mismo.
TEMPLE
El temple es un tratamiento térmico que se da a los aceros y a algunos
otros materiales para conseguir que tengan mayor dureza.
El templado consiste en calentar el acero hasta una determinada temperatura dentro de un horno, y desde allí sacarlo al rojo y enfriarlo metiéndolo en agua o bien en aceite, según la clase de acero de que se trate.
Si se enfría metiéndolo en agua, se dice que es un acero templado al
agua, y si se enfría en aceite es un acero templado al aceite.
Algunas clases de aceros no admiten temple, es decir, que aunque se
les temple no se endurecen o se endurecen muy poco.
Un acero después de templado queda muy duro, pero si no se le aplica
un tratamiento posterior tiene el inconveniente de que también queda muy
frágil. Se dice que un material es muy frágil cuando se rompe fácilmente
por un golpe. Uno de los materiales más frágiles es el cristal normal, que
por cualquier golpe se rompe.
Pues bien, el acero una vez templado queda como el cristal, es decir,
queda muy duro, pero se rompe en seguida si se golpea.
Para evitar que el acero se rompa después del templado, se le aplica
un nuevo tratamiento llamado de revenido.
En la práctica cuando sé dice que un material está tratado, se entiende
que ha sido templado y revenido.
REVENIDO
Este tratamiento sirve, como acaba de decirse, para quitar fragilidad a
los metales que han sido templados, conservando la mayor dureza posible.
El revenido consiste en calentar las piezas hasta una cierta temperatura (mucho más baja que la utilizada para el temple), dentro de un horno
y después sacar las piezas y dejar que se enfríen al aire libre, o bien enfriarlas en aceite o petróleo.
Con este tratamiento, el acero pierde casi toda la fragilidad y también
algo de la dureza que adquirió con el temple, pero queda mucho más duro
que antes de templarlo.
Los tratamientos térmicos estudiados hasta aquí, cambian todo el conjunto del material, tanto por dentro como por fuera. Es decir, si se mecaniza un material al que se le ha dado uno de estos tratamientos, por mucho material que se quite, siempre se tiene la misma dureza en el interior
de la que había en el exterior.
El tratamiento del templado y revenido se puede aplicar sin necesidad
de horno, calentando la pieza, barra o lo que haya de tratarse en cualquier sitio; tal como una fragua, una fogata, etc., hasta que esté al rojo
blanco, es decir, hasta que esté muy caliente y enfriándolo después en
agua, aceite o aire, según el material; en el caso de revenido, el calentamiento se hace a una temperatura mucho menor.
Como es de suponer, si el tratamiento no se efectúa en el horno, y a
temperaturas controladas la dureza conseguida, difícilmente será la deseada
y con mucha práctica se consigue sólo por aproximación.
En cambio, si se efectúa en el horno y se conoce el material que se
trata, según la temperatura a que se caliente, el tiempo, etc , se obtiene la
dureza exacta.
Cuando un material está templado y revenido, hay que tener buen cuidado de que no se caliente demasiado, porque si no pierde el temple, es
decir, queda blando como si no se hubiese templado.
Si usted dispone de un buen cuchillo, este cuchillo tendrá la hoja templada. Si lo mete dentro de la lumbre hasta que esté al rojo y lo deja enfriar al aire, comprobará que la hoja queda mucho menos dura que antes y,
si lo calienta mucho, incluso se doblará y mellará en seguida.
Este ejemplo es una prueba de que hay que tener en cuenta el no calentar excesivamente las piezas templadas para evitar que pierdan el
temple.
El temple, además de dureza da a la pieza mayor resistencia. Por ejemplo, una barra de acero de poco diámetro puede doblarse antes de ser
templada, pero no después de haberle dedo el tratamiento térmico. Es
por este motivo que hay piezas que se templan para que sean más duras
—188—
y no se desgasten y otras que se templan para que no se doblen ni se
rompan ; otras veces se templan para lograr las dos cosas.
De un acero templado y revenido para lograr sus mejores cualidades se
dice que está en estado de bonificado.
Hay piezas que requieren una dureza muy grande en determinadas partes para evitar el desgaste por rozamiento y la dureza que da el templado
es poca. Por ejemplo, una rueda dentada que sufre mucho desgaste por
los dientes o una horquilla que roza constantemente contra una rueda dentada y se desgasta mucho, etc. Cuando la dureza proporcionada por el temple es insuficiente, se recurre al cementado.
CEMENTADO
Este tratamiento térmico consta, en realidad, de tres: cementado, templado y revenido y se aplica solamente para dar dureza a la superficie de
la pieza, es decir, no penetra como el templado en todo el interior, sino que
solamente endurece una pequeña capa del exterior. Esta capa es más gruesa
cuanto más tiempo dura el tratamiento, pero no es conveniente que sea
más de 8 décimas de milímetro de espesor, y lo normal son 4 ó 5 décimas.
Vea en la figura 22 el procedimiento que se debe seguir para lograr
un tratamiento de cementación.
Figura 22. — Procedimiento para cementar una pieza: 1, pieza que se desea cementar; 2, sales para lograr el tratamiento; 3, relleno; i, caja de cementar.
Fíjese que la pieza a cementar (1 ) se. rodea de un producto llamado sales de cementar, que es una especie de polvos con las sales de cementar
debe rodearse toda la pieza colocada dentro de una caja ( 4 ) . La caja se
—189—
termina de rellenar para que la pieza o piezas colocadas en su interior no
se muevan. Este relleno ( 3 ) , suele ser arena o mejor sales como la (2),
pero ya gastadas de otras veces, para que la operación resulte más
económica.
La caja de cementación (4) una vez preparada como en la figura y bien
cerrada, sé mete en un horno y se calienta hasta la temperatura necesaria,
Una vez caliente, por cada hora que pase,el cementado penetra una décima
de mm por hora aproximadamente. Se tiene el tiempo necesario para el
espesor que haya de darse y se saca.
Por último, se da a la pieza un tratamiento de temple y otro de revenido, tal como ya se ha explicado.
El cementado se debe hacer en las piezas cuando ya están acabadas,
faltando sólo la operación de rectificado que siempre es la última y se efectúa con las rectificadoras, debido a que con la cementación y temple se
logra una dureza tan grande que no puede ser mecanizada por ninguna
herramienta de corte; sólo es posible mecanizarla con muelas de esmeril en
las rectificadoras.
Hay que tener mucho cuidado de no mecanizar por error con herramientas de corte una superficie cementada y templada, porque las herramientas
se romperían al tocarla.
Siempre que se desee, puede cementarse sólo una parte de la pieza
y dejar el resto con dureza normal; para hacerlo así basta recubrir la parte
que no se ha de endurecer con una capa de un material que la proteja de
la acción de las sales, generalmente una capa de cobre depositado electrolíticamente. De esta forma, al darle el temple y el revenido queda endurecida la parte que interesaba y el resto de la pieza queda con dureza normal de temple y revenido que ya se puede mecanizar.
—190—
técnica torneado
LECCIÓN
AVANCE AUTOMÁTICO
Aunque el tipo de torno que usted ha estudiado en las lecciones anteriores difícilmente se lo encontrará usted hoy en día en ningún taller, el estudio de todas las particularidades del torno sencillo de cilindrar y de la
forma de ejecutar las operaciones a mano le habrá servido a usted para
conocer los principios del torneado y la disposición de los elementos básicos del torno.
Los tornos con los que actualmente se trabaja disponen todos del mecanismo para cilindrar y refrentar con avance automático; únicamente los
tornos pequeñísimos para relojeros son del tipo estudiado hasta ahora, si
bien, como es de suponer, de construcción moderna y de una gran precisión.
Usted, que ya tiene una idea del funcionamiento del torno y de los
principales trabajos de torneado, le resultará fácil comprender ahora las
ventajas del torneado con avance automático, su funcionamiento y los diversos dispositivos que se acoplan a la máquina para realizar las distintas
operaciones.
El rápido desarrollo de toda clase de industrias hizo que cada día se
necesitaran nuevas máquinas y nuevas formas y, además, en grandes can—191—
tidades, de tal manera que el torno sencillo de cilindrar a mano no podía
cubrir estas necesidades.
La principal ventaja que había de conseguirse con el avance automático
fue la de una mayor producción, es decir, el lograr una mayor cantidad de
viruta cortada en la misma cantidad de tiempo. Esto se consigue con el
avance automático, porque la regularidad que se obtiene en el avance hace
que se aprovechen mucho mejor las posibilidades de la máquina, al mismo tiempo que la duración del corte de la herramienta es mucho más larga
y el acabado de las superficies obtenidas, mucho mejor. Usted recordará
que al tratar del cilindrado a mano y al explicarle el avance de la herramienta sobre la pieza, se insistió en que éste había de ser lo más regular posible,
de manera que la viruta cortada fuese siempre del mismo espesor y que
esto influía considerablemente en la duración de la herramienta.
- Antes de entrar de lleno en el estudio del avance automático, no estará
de más recordar que el avance quedó definido en un principio como el
desplazamiento longitudinal de la herramienta durante una vuelta completa de la pieza, o sea, del eje de trabajo.
COMBINACIONES DEL EJE DE ROTACIÓN
Y EL AVANCE DEL CARRO
Vea en la figura 102 representadas en forma esquemática las diversas
combinaciones que pueden hacerse con el sentido de rotación del eje y el
avance del carro. Estas combinaciones son las que usted puede comprobar
en la 1 ª lección, si es que la tiene a mano, en las figuras explicativas de
las distintas operaciones de torneado.
Observe usted en la figura 102 que cuando el eje del torno o eje de
trabajo gira a la derecha, es decir, cuando gira hacia el operario situado
ante el torno, el avance del carro puede ser hacia la izquierda o hacia la
derecha para la operación de cilindrar, mientras que para refrentar, tronzar
o ranurar el giro del eje puede ser a la derecha o a la izquierda, según sea
la forma de la herramienta.
Con el avance automático puede efectuarse cada una de estas combinaciones ; ahora va a estudiar de qué forma.
Usted sabe bien que el movimiento o fuerza del torno le llega a éste
por el cabezal o, mejor dicho, le llega directamente a! eje. Lo que se trata
de estudiar ahora es cómo el movimiento de giro del eje llega a la herra—192—
Figura 102. — Representación esquemática de las combinaciones de giro y avance.
mienta, de forma tal que siempre se conserva una relación entre cada vuelta del eje y el desplazamiento del carro. Esta relación es lo que se llama
avance por vuelta y que de ahora en adelante, llamaremos simplemente
avance; usted ya sabrá que es siempre por vuelta, y cuando sea necesario
ya se le especificará si es hacia la izquierda o hacia la derecha.
—193—
MECANISMO INVERSOR DEL AVANCE AUTOMÁTICO
Siendo el eje del cabezal el que ha de hacer mover la herramienta en
la dirección conveniente, sobre él va montado un engranaje o piñón que
al girar el eje, arrastra al llamado mecanismo inversor de avance; este mecanismo hace avanzar el carro hacia la izquierda o hacia la derecha, inde-
Figura 103. — Montaje del piñón para el automático en el cabezal de la figura 51 de lección 2, y disposición del mecanismo inversor del avance.
pendientemente del sentido de giro o del eje del cabezal. Vea en la figura 103 donde va montado el piñón y el mecanismo inversor de avance con
el que engrana.
Preste atención a las explicaciones que siguen y comprenderá cómo
el giro del eje del cabezal llega al inversor de avance y cómo sale, según
se accione el inversor de una manera u otra.
Compruebe en la figura 104 que este mecanismo consiste en tres pi—194—
Posición 2ª
Figura 104. — Mecanismo inversor del avance. Posición 2: 1, engranaje montado sobre el eje; 2, cuerpo del cabezal; 3, palanca basculante; 4, gatillo de fijación y muescas indicadoras de posición; 5, piñón de salida del inversor; 6, engranajes intermedios.
ñones que trabajan engranados entre sí y en una palanca basculante; mediante esta palanca se consigue, subiéndola o bajándola, que uno de los
piñones superiores engrane a la vez con el piñón que va montado sobre el
eje del cabezal.
En esta figura el mecanismo inversor no está embragado, es decir, se
ha hecho bascular la palanca hasta que el gatillo quedara situado en la
muesca central; esta posición es la única en la que el mecanismo inversor
no actúa y, por tanto, en esta posición el movimiento de giro o del eje no
se transmite a ningún lado.
-195—
Posición 3ª
Posición 1ª
Figura 105. -— Mecanismo inversor del avance. Posición 1: piñón de salida, distinto sentido rotación que el eje. Eje girando al derecho, el carro avanzará hacia
la izquierda. Posición 2 {figura 104). — No funciona el mecanismo: carro parado.
Posición 3: piñón de salida, mismo sentido de rotación que el eje. Eje girando
al derecho, el carro avanzará hacia la derecha.
En cambio, vea en la posición 1 de la figura 105, que el eje principal
gira a la derecha, o sea hacia adelante, y fíjese que el piñón que va montado al eje engrana con el piñón intermedio superior y éste a su vez, transmite su movimiento hasta el piñón de salida del inversor.
Asimismo, vea en la figura 105 la posición 3 en la que el piñón del eje
engrana con el otro piñón intermedio del inversor. De estas posiciones usted
deducirá que según sean uno u otro el piñón intermedio girará en un sentido
o en otro y, por consiguiente, y como verá más adelante, el carro avanzará hacia la derecha (hacia adelante) o avanzará hacia la izquierda (hacia
atrás).
Al describir en la lección 2 el torno sencillo de cilindrar vio usted que
en la parte izquierda del torno iba un conjunto de ruedas llamado tren de
ruedas. Si usted repasa la figura 40 de aquella lección, verá que la última
de las ruedas va montada en el extremo de la barra de cilindrar.
Sepa ahora, para una mejor comprensión, que el movimiento de giro
del eje principal se transmite a la barra de cilindrar, y que ésta al girar es
la que origina el desplazamiento del carro. De esto es fácil deducir que
según gire esta barra en un sentido o en otro, el desplazamiento del carro
también variará, yendo hacia la izquierda o hacia la derecha.
—196—
Figura 106. — Disposición exterior del mecanismo inversor del avance: 1, piñón
montado sobre el eje; 2, palanca del eje auxiliar reductor; 3, piñones intermedios
del inversor; 4, piñón de salida del inversor; 5, piñón receptor del tren de ruedas;
6 {junto con el 5), tren de ruedas; 7, guitarra; 8, barra de cilindrar; 9, palanca
basculante del inversor; 10, placa de muescas de situación; 3, i, 9 y 10, mecanismo inversor del avance; 5, 6 y 7, tren de ruedas.'
DISPOSICIÓN DEL MECANISMO INVERSOR
EN EL EXTERIOR DEL CABEZAL
La disposición del mecanismo inversor del avance varía ligeramente si
en lugar de alojarse en el interior del cabezal va montado en su parte exterior izquierda. Compruébelo comparando las figuras 103 y 106, En la
figura 103 el piñón conductor que va montado sobre el eje, se aloja en el
interior del cuerpo del cabezal y, por consiguiente, el mecanismo inversor
que ha de engranar con él se aloja también en el interior del cabezal.
En la figura 106, en cambio, el piñón conductor va montado en el exterior del cabezal, exactamente en el extremo trasero del eje. Vea por la
dirección de las flechas cómo el movimiento de giro se va transmitiendo
desde el piñón del eje, por los piñones del inversor y del tren de ruedas hasta la barra, de cilindrar.
Fíjese que el piñón de salida del inversor y que el piñón receptor del
tren de ruedas van montados (fig. 106) sobre el mismo eje. La diferencia
entre el mecanismo interior y el exterior es, aparte del lugar donde va
montado el piñón conductor del eje, la que se aprecia en la figura 107; es
decir, que el piñón de salida del inversor y el piñón receptor del tren de
ruedas, están separados por la pared del cuerpo del cabezal, aunque van
montados sobre el mismo eje.
En la figura 107 se aprecia también la situación de la palanca del inversor de avance, así como, junto a los agujeros de situación de la palanca,
unas placas que indican la dirección del avance, siempre considerando que
el eje de trabajo está girando hacia adelante. Aunque en la figura la palanca está situada en la posición intermedia, es decir, en la posición en que
el carro no puede andar, vea por las placas indicadoras que tanto en la figura 106, como en la 107, la posición superior corresponde al avance hacia
la izquierda.
Debe tenerse en cuenta que, como es de suponer, no todos los tornos
llevan un mecanismo de este tipo, pues aunque la forma de actuar es la misma, la palanca y los taladros o muescas de situación pueden ir dispuestos
o colocados de otra manera, según la marca del torno. De todos modos, este
mecanismo suele ir montado tanto en los modelos relativamente antiguos
como en el caso de la figura 106, como en los tornos modernos más sencillos, como el de la figura 107.
—198—
Figura 107. —- Torno «Cumbre», de Barcelona. Disposición interior del mecanismo
inversor. Guitarra y ejes para montar el tren de ruedas. Observe las placas que
indican la dirección del avance del carro para cada taladro de situación de la
palanca del inversor: 1, placas indicadoras del avance del carro; 2, taladros situación; 3, palanca basculante; 4, eje para montar el piñón receptor del tren de
ruedas; 5, ejes para montar las ruedas intermedias; 6, guitarra; 7, eje para montar la rueda que produce el giro de la barra de cilindrar; 8, caja Norton.
VARIACIONES DEL AVANCE
Usted ya estudió que según la clase de trabajo a realizar, el material
a cortar y el acabado de la superficie a tornear, resultaba más económico
un avance que otro, es decir, que mientras para un torneado de desbaste
puede elegirse un avance relativamente largo (de 0,1 a 0,2 mm por vuel—199—
ta), para un torneado de acabado normalmente se trabaja con un avance
fino (de 0,05 a 0,08 mm por vuelta).
Se ha dicho ya, aunque no se ha explicado todavía de qué forma, que
el desplazamiento del carro sobre la bancada lo origina el giro de la barra
de cilindrar; sabiéndolo se comprende fácilmente que si se varía el número de vueltas de la barra de cilindrar, se varía también el desplazamiento del carro, y teniendo en cuenta lo estudiado en la lección 2 sobre la
transmisión del movimiento entre dos engranajes, se deduce que si se varían las ruedas componentes del tren de la figura 106, variará el número
de vueltas de la última rueda del tren y, por tanto, de la barra.
Más adelante estudiará usted este punto con más detalles; ahora basta
con que usted conozca la forma en que el movimiento llega a la barra y
cómo se hace variar.
Repase la figura 106 para comprobar cómo el movimiento del eje
principal llega a la barra de cilindrar. Suponga usted que cambia la posición
del mecanismo inversor del avance, pasándola a la posición 3 de la figura 105; en esta posición la última rueda del tren gira en sentido contrario. Por último, imagínese que las ruedas que forman el tren son distintas;
en este caso la barra dará diferente número de vueltas por cada vuelta del
eje principal.
Figura 108. — Representación esquemática de la transmisión del giro desde el
eje del cabezal hasta la barra de cilindrar: 0, eje del cabezal o de trabajo; e, eje
de salida del inversor y al mismo tiempo eje de entrada del tren de ruedas; 2, eje
de \a barra de cilindrar.
—200—
Fíjese en la figura 108 para comprender mejor lo que se acaba de explicar. Compruebe que el sentido de giro del eje ( 2 ) de la barra de cilindrar es distinto según sea la posición del mecanismo inversor del avance.
Compruebe también cómo se obtiene la relación de cada rueda con la
siguiente que engrana con ella y verá que mientras la rueda ( a ) del eje
principal da 3 vueltas, la rueda ( h ) montada sobre la barra de cilindrar da
solamente 1.
Por último, vea que si las ruedas ( e ) , ( f ) , ( g ) , ( h ) tuvieran 50 dientes, la relación 1 : 1 se mantendría hasta el eje de la barra de cilidrar
y ésta daría exactamente las mismas vueltas que la rueda ( a ) del eje principal, que serían 3 veces las que daba con la combinación anterior en el
tren de ruedas.
Queda, pues, entendido que cambiando las ruedas, o sea variando la
relación, se obtendrá diferentes avances para el carro. Ahora bien, esto
obligaría a un continuo cambio de ruedas, pues, a veces, en un mismo
trabajo pueden presentarse casos distintos que obliguen a trabajar con
avances diferentes. Para evitar este inconveniente se dispone en los tornos
de cilindrar de un mecanismo especial llamado caja NORTON, que usted ya
vio en las figuras 16 y 17 de la lección 1 y que puede ver de nuevo en la
figura 107 de esta lección. Este mecanismo permite obtener 8 ó 10 avances
distintos con una sola combinación en el tren de ruedas. Su funcionamiento
lo estudiará usted detalladamente en la próxima lección.
DISPOSICIÓN DEL MECANISMO DEL CARRO
PARA EL MOVIMIENTO AUTOMÁTICO
La barra de cilindrar se llama así porque con su giro y por medio de
los mecanismos que a continuación estudiará arrastra el carro longitudinal
para las operaciones de cilindrar; esta barra sirve también para el movimiento automático del carro transversal. La barra es cilindrica, completamente calibrada y con una ranura a todo lo largo de la misma, tal como
se representa en la figura 66 de la lección 2.
Usted ya ha estudiado en las pasadas lecciones que el movimiento de
avance del carro longitudinal lo proporciona un piñón que gira engranando
con una cremallera (fig. 67 de la lección 2) y que el movimiento de avance del carro transversal para el trabajo de refrentar se debía al giro del
husillo roscado.
Piense ahora que si se consigue transmitir el movimiento de giro de la
barra al piñón de la cremallera o al husillo del carro transversal se habrá
—201—
Figura 109. — Posición de la barra, el husillo y el piñón de la cremallera.
conseguido el avance de los carros longitudinal o transversa! poniendo simplemente el torno en marcha, si está el inversor engranado.
Fíjese que en la figura 109 que representa la posición de la barra (1 )
y el tablero ( 2 ) de un torno, la cremallera está señalada con el número ( 3 )
y el husillo transversal con el número ( 4 ) .
Figura 110. — Mecanismo tornillo sinfín: 1, tornillo sinfín; 2, corona del tornillo
sinfín; 3, barra de cilindrar; 4, chaveta de arrastre entrada fuerte en el tornillo
sinfín.
—202-
Para lograr la transmisión del movimiento sobre la barra de cilindrar
va montado el tornillo sin fin (1 de la figura 110), que puede deslizarse
a lo largo de la barra. Para tomar el movimiento de giro de la barra en el
tornillo sin fin va alojada una chaveta de forma especial (4) introducida
muy fuerte de manera que forma como una sola pieza con él, mientras que
la parte que va ajustada en la ranura de la barra de cilindrar, puede deslizarse a todo lo largo de la barra.
La barra (3) al girar arrastra al tornillo sin fin, el cual a su vez engrana
con un piñón especial (2) llamado corona del tornillo sin fin, que transmite
el movimiento al automático de cilindrar o al de refrentar, según convenga.
Fíjese que, como se muestra en
la figura 111, el tornillo sin fin transmite el movimiento a la corona, como
si fuese un engranaje, pero con los
ejes cruzados en ángulo recto, en vez
de ser paralelos.
El tornillo sin fin y la corona están dispuestos dentro del tablero del
carro y en el mismo, van dispuestos
dos trenes de engranajes, como se
muestra en la figura 112, uno que
sirve para comunicar el movimiento
al piñón de la cremallera y otro para
comunicar el movimiento al husillo del
carro transversal.
La corona del tornillo sin fin lleva Figura 111. — Tornillo sinfín y rueestán cruzados perpenmontado un piñón 4 en su mismo eje, da, los ejesdicularmente.
que gira con ella.
Estando el tornillo sin fin y la corona en la posición que se muestra
en la figura 112, aunque gire la barra no se transmite el movimiento ni
al carro longitudinal ni al transversal.
El mecanismo de tornillo sin fin y corona puede desplazarse dentro del
carro según las flechas A o B, por medio de un mecanismo, mandado por
una palanca situada en el exterior del tablero. En la figura 113 se muestra
la disposición del tablero de un torno CUMBRE; en ella puede ver la palanca de mando del automático (17) y cómo están señalados por medio
de placas las posiciones que debe ocupar, según se desee hacerse mover
automáticamente el carro longitudinal (placa CILINDRAR) o el carro transversal (placa REFRENTAR). En la figura se representa la palanca en la po—203—
Figura 112. — Mecanismo de los automáticos de cilindrar y refrentar: 1, barra
de cilindrar; 2, tornillo sinfín; 3, corona del tornillo sinfín; 4, piñón de la corona;
5, eje y piñón del automático de refrentar; 6, piñón y eje intermedio; 7, piñón y
eje de engranaje para el automático de refrentar; 8, husillo del carro transversal;
9, eje del volante y el piñón de cilindrar; 10, volante de cilindrar a mano; 11 piñón del automático de cilindrar; 12 y 14, ruedas intermedias de cilindrar; 13, eje
del piñón de cremallera; 15, piñón de la cremallera; 16, cremallera.
sición intermedia, que corresponde a la posición del tornillo sin fin representada en la figura 112, en la cual el movimiento automático de los
carros no se produce.
MOVIMIENTO AUTOMÁTICO DEL CARRO LONGITUDINAL
La disposición de los engranajes de la figura 112 corresponde a la que
tiene el tablero del torno CUMBRE representado en la figura 113, y en estas
dos figuras la numeración de los distintos elementos que se ven en las dos
se corresponde; por ejemplo, la rueda dentada 6 que se ve en la figura 112
es la misma que se señala con el número 6 en la figura 113. Esto se ha
hecho así para que usted pueda darse cuenta de la disposición real de los
distintos elementos que se representan en esquema en la figura 112.
Vea usted ahora los engranajes que sirven para transmitir el movimiento al carro longitudinal.
---204—
Figura 113. — Cara anterior del tablero del carro: 17, palanca de mando del automático; 18, delantal del carro; 19, taladros roscados para fijación del delantal
al carro. Los restantes números representan las mismas piezas que en la
figura 112.
Poniendo la palanca 17 de la figura 113 en la posición B como se
muestra en la figura 114 (fíjese que
la palanca señala en esta posición
la placa CILINDRAR), la corona ( 3 ) ,
el piñón ( 4 ) y el tornillo sin fin ( 2 )
de la figura 112, se corren en el sentido de la flecha B de esta figura,
hasta que el piñón ( 4 ) engrana con
la rueda ( 1 1 ) , quedando como se
muestra en la figura 115.
Fíjese ahora en la figura 115: la
barra ( 1 ) mueve el tornillo sin fin
( 2 ) ; éste hace girar la corona ( 3 )
y el piñón ( 4 ) , el piñón ( 4 ) hace
girar la rueda (11 ) y el piñón ( 1 2 )
montado en su mismo eje; el piñón
( 1 2 ) comunica su giro a la rueda ( 1 3 )
Figura 114. — Mando del automático
en posición de cilindrar.
—205—
Figura 115. — Esquema del mecanismo del automático en posición de cilindrar.
Puede observarse cómo el movimiento se transmite desde la barra al piñón de la
cremallera.
y ésta al piñón de la cremallera ( 1 5 ) unido a su mismo eje. Al girar el
piñón de la cremallera el carro longitudinal se desplaza a lo largo de la
bancada.
En la misma figura 115 puede ver los movimientos que tienen cada
una de las piezas, indicados por las flechas, y apreciará que al girar la
barra del automático según se ve en la figura, el carro se desplaza hacia
la izquierda del operario. Este giro de la barra corresponde, como usted
vio, a la posición 1 de la palanca del inversor. Si se desea que el carro
avance automáticamente hacia la derecha, la barra debe girar en sentido
contrario al indicado en la figura 115 y para esto bastará con colocar la
palanca del inversor en la posición 3, como usted vio en párrafos anteriores.
MOVIMIENTO AUTOMÁTICO DEL CARRO TRANSVERSAL
Para hacer que sea el carro transversal el que se mueva automáticamente, estando embragado el inversor y por lo tanto la barra girando,
—206—
bastará con colocar la palanca de
mando del automático en la posición
A (fig. 116), con el índice señalando a la placa REFRENTAR.
Al hacer esto, el conjunto de tornillos sin fin ( 2 ) , corona ( 3 ) y piñón ( 4 ) de la figura 112 es obligado
a moverse dentro del carro según la
dirección de la flecha A hasta engranar con el el tren de engranajes del
automático de refrentar, quedando
como se muestra en el esquema de
la figura 117. En esta posición el giro
de la barra se transmite a través del
Figura 116. — Mando del automático
en posición de refrentar.
Figura 117. — Esquema del mecanismo del automático en posición de refrentar.
Se puede observar cómo el movimiento de la barra se transmite al husillo del
carro transversal.
—207—
t o r n i l l o s i n f i n , l a c o r o n a y e l p i ñ ó n ( 4 ) a l a r u e d a ( 5 ) , d e ésta a l p i ñ ó n ( 6 ) , d e l p i ñ ó n ( 6 ) a l a r u e d a ( 7 ) y d e ésta a l h u s i l l o del c a r r o t r a n s -
Figura 118. — Engrane del automático de refrentar: 17, palanca embrague automático; 7, piñón de engrane para el automático de refrentar; 8, husillo transversal.
versal ( 8 ) ; para eso el husillo tiene una parte mecanizada en forma de
piñón (dentado), como se aprecia en la figura 118.
Ahora fíjese en la figura 117 que para el giro de la barra representado
en ella y que se produce con la palanca del inversor en la posición 1, corresponde un movimiento del carro transversal de retroceso, es decir, alejándose del eje de la pieza que se tornea y acercándose al operario que
trabaja en el torno.
Si se desea un movimiento de avance del carro transversal hacia el eje
de la pieza que se tornea, es necesario girar la barra del automático en
sentido contrario al señalado en la figura 117 y para ello bastará con colocar la palanca del inversor en la posición 3.
—208—
RESUMEN DE LOS MECANISMOS PARA EL MOVIMIENTO
AUTOMÁTICO DE LOS CARROS
Después de lo estudiado queda entendido que para la puesta en marcha del movimiento automático de los carros se dispone de :
un
ce
un
un
de
mecanismo inversor de avance para cambiar el sentido del avande los carros,
tren de ruedas para variar el avance y
embrague automático del avance para transmitir el movimiento
la barra de cilindrar al carro longitudinal o al carro transversal.
OPERACIONES DE CILINDRAR, REFRENTAR Y
TRONZAR EN UN TORNO CON AVANCE AUTOMÁTICO
Por lo que respecta a la preparación de un torno con dispositivo de
avances automáticos para realizar estas operaciones no varía, en general,
de la preparación en un torno de avance a mano. La única diferencia consiste en que han de tomarse más precauciones, puesto que, como se dijo
al principio de la lección, la principal finalidad del avance automático es la
de arrancar mayor cantidad de viruta.
Al disponerse a realizar una operación de cilindrar, refrentar o tronzar
en un torno con avance automático compruebe que :
•
•
•
•
la fijación de la pieza sea muy fuerte, debido al mayor esfuerzo de
corte que realiza la herramienta, puesto que se trabaja con mayores avances que los que se puedan hacer a mano.
el corte de la herramienta esté bien afilado y cuidado; debido al
mayor esfuerzo que hace, de no cortar bien, puede ocasionar alguna rotura.
la fijación y colocación de la herramienta sea completamente correcta.
las ruedas del tren dan el avance requerido, puesto que, como es
natural, el avance debe haber sido escogido previamente. Tenga
en cuenta que,al embragar el automático, el carro correspondiente
se pone a avanzar con el avance que le manda la barra; si el avance es excesivo, lo más probable es que se rompa la pieza, la herramienta o algún engranaje. Haga, pues, esta comprobación cada vez
que coja un torno; asegúrese de que el sentido del avance es el
-209—
que conviene. Es posible que si el carro avanza al revés de lo que
usted ha previsto, no ocurra nada, pero también podría ocurrir
que por cualquier circunstancia (forma de la pieza, etc.) este descuido le ocasionara algún inconveniente.
Cada vez que maneje un torno por primera vez, asegúrese de la posición de la palanca para cada uno de los automáticos de cilindrar y refrentar. Piense que las disposiciones varían según la marca y el tipo del torno
y que acostumbrado usted a manejar un torno determinado, fácilmente podría confundirse al cambiar de máquina creyendo que coloca la palanca en
una posición y colocarla, en realidad, en otra. Lo menos que puede ocurrir
cuando en lugar de avanzar un carro avance el otro, es que se estropee la
pieza.
Debe tener en cuenta, además, que una velocidad y un avance mal
escogidos estropean más rápidamente el filo de la herramienta que si el
avance se efectuara a mano. Con el avance a mano, instintivamente se
reduce el avance, mientras que el automático cuesta más de mover, al llevar
la herramienta mayor avance.
Cuando el operario tiene ya práctica realiza estas comprobaciones de
manera rutinaria y sin concederles importancia; no obstante, usted debe
pensar que la tienen y el descuidarlas puede ocasionar perjuicios tanto
para la pieza, como para la máquina y para el operario, al ser causa de
averías y accidentes. Interesa tener siempre presente que :
•
•
•
•
una pieza vale siempre dinero.
la máquina todavía vale más.
el tiempo perdido, además de resultar caro, ya no se recupera.
un accidente puede ocasionarle daños personales que no tienen
precio, y que la casi totalidad de los accidentes son debidos a imprevisiones e imprudencias.
VARIACIÓN DE OPERACIONES CON LA MISMA FIJACIÓN
Es muy corriente y completamente normal, el que al mecanizar una
pieza tengan que efectuarse, en una sola fijación, diversas operaciones,
como cilindrado, refrentado o tronzado. En este caso, para efectuar cada
operación ha de cambiarse el funcionamiento de los mecanismos, es decir,
deben irse cambiando para lograr los movimientos requeridos por cada
operación. A continuación estudiará dos ejemplos:
—210—
CILINDRADO Y REFRENTADO DE UNA MISMA PIEZA
Figura 119. — Al giro indicado corresponde el movimiento de avance
hacia la izquierda, según la flecha C.
Figura 120. — Si se cambiara la posición del inversor, la herramienta
avanzaría según la flecha 1.
En la figura 19 se cilindra una pieza; el giro de la pieza y el avance
de la herramienta es el indicado por las flechas, de acuerdo con el corte
principal de la herramienta. Compruebe en la figura 102 que para un
giro a la derecha del eje de trabajo, corresponde un avance de cilindrado
hacia la izquierda. Para efectuar esta operación de cilindrado la palanca
del inversor de avance está situada en la posición 1 de la figura 105.
En la misma pieza de la figura 119 se ha tenido que efectuar, una
vez cilindrada, una operación de refrentado; compruebe en la figura 120
que de acuerdo con el corte principal de la herramienta el giro de la pieza
es también a la derecha, al igual que para el cilindrado, mientras que el
avance de la herramienta es el indicado por la flecha R. Por consiguiente,
ha de cambiarse la posición de la palanca del automático, es decir, ha
de situarse en la posición A (fig. 116) y la del inversor ha de situarse
en posición 3 (fig. 105).
—211—
CILINDRADO Y TRONZADO DE UNA MISMA PIEZA
Figura 121. — Al giro G2 correspondería un avance según T2. Por consiguiente,
ha de colocarse la palanca del inversor en la posición tercera (fig. 105).
Fíjese ahora en la figura 121 cómo debería operar si la operación que
tuviese que realizar en la pieza de la figura 119, una vez cilindrada si en
vez de una operación de refrentado fuera una de tronzado y con la herramienta de la figura 121. En el refrentado, el giro de la pieza era el mismo
que en el cilindrado, mientras que el sentido del avance al de cilindrar,
es decir, en lugar de ser a la derecha es a la izquierda. Así, pues, en este
caso ha de cambiarse la posición de las dos palancas: la de inversor se ha
de situar en la posición 3.a (fig. 105) y la del automático en la posición A
(figura 116).
EMPLEO DEL AVANCE AUTOMÁTICO Y DEL AVANCE A MANO
Como es de suponer, el hecho de disponer en el torno de avance automático no significa que todo se tenga que hacer con avance automático, ya
—212—
que muchas veces y sobre todo para operaciones cortas, se hace igualmente
el corte a mano. Así, pues, queda entendido que el trabajo de corte se hace
según convenga, a mano o con automático, y que la mayoría de las veces
es mixto.
No obstante, puede dejarse establecido que los desplazamientos largos
y rápidos del carro sobre la bancada se hacen a mano, hasta que se acerca
la herramienta a la pieza y entonces se embraga el automático para efectuar el trabajo de corte.
Una vez terminado el estudio de los mecanismos para la puesta en
marcha del automático, interesa tener una idea de las características de los
tornos para una mejor comprensión de las lecciones siguientes.
CARACTERÍSTICAS DE LOS TORNOS
Por características de los tornos se entiende la capacidad y las posibilidades propias de cada máquina, o dicho de otra forma, los trabajos que puede realizar un torno determinado dependen de sus características. Así, por
ejemplo, el que un torno sea adecuado para mecanizar piezas pequeñas y
otro para la producción en gran serie de piezas de gran tamaño viene fijado por sus características, es decir, por el valor de una serie de dimensiones
y de capacidades.
A continuación, se relacionan las características de los tornos paralelos,
algunas de las cuales se indican en el torno de la figura 122.
1. — Altura de puntos. ( Para abreviar se escribe A. D. P.)
Es la distancia vertical comprendida entre la parte superior de la
bancada y la línea imaginaria determinada por los dos puntos. Esta
altura se expresa siempre en milímetros.
2. — Distancia entre puntos. (Para abreviar se escribe D. E. P.)
Es la máxima distancia horizontal, que puede haber entre el punto
del cabezal fijo y el punto del cabezal móvil (con el vastago entrado
al máximo), situado el cabezal en el extremo posterior de la bancada.
3. — Capacidad de la máquina.
a)
Diámetro máximo admisible sobre la bancada.
Es el diámetro máximo de una pieza que, montada en el torno
gire libremente por encima de la bancada.
—213—
—214—
b)
Diámetro máximo admisible sobre los carros.
Es el diámetro máximo a que puede tornearse en toda su longitud una barra que, montada en el torno, gire libremente por
encima de los carros.
Estas medidas se expresan en milímetros.
4. — Diámetro máximo sobre el escote.
Es el diámetro máximo de una pieza que, montada en el torno, gira
libremente por encima del escote. Se expresa en milímetros.
5. — Anchura de la bancada.
En milímetros.
6. — Anchura del escote.
Es la medida del escote en el sentido longitudinal de la bancada.
7. — Las características relacionadas con el cabezal fijo son las siguientes:
a) Diámetro del taladro longitudinal del árbol principal.
En milímetros.
b) Conicidad normalizada del alojamiento del punto de dicho árbol (Cono Morse núms. 2, 3, etc.).
c) Valores extremos de las velocidades del árbol principal en vueltas por minuto.
d) Escala de velocidades del árbol principal.
8. — Las características relacionadas con el carro portaherramientas son:
a) Sección de las herramientas que pueden colocarse.
En milímetros.
b) Recorrido o carrera.
En milímetros.
9. — Características relacionadas con la contrapunta o cabezal móvil son:
a) Diámetro del vastago y carrera del mismo.
En milímetros.
b) Conicidad normalizada del alojamiento del punto.
10—Motor.
a) Potencia en caballos vapor (CV).
11. — Peso total de la máquina.
a) Peso, aproximado en kilogramos.
Cuando se trata de escoger un tipo de torno no se mencionan todas
estas características, pues son suficientes unas cuantas de ellas para determinar la capacidad de la máquina y con ellas van ligadas las demás. Por
—215—
esta razón en los catálogos que facilitan los fabricantes rara vez figuran
todas las relacionadas.
Vea a continuación las características de cuatro tipos de tornos de fabricación nacional y que se encuentran corrientemente en el mercado, para
tener una idea del criterio a seguir en la elección de una máquina para una
determinada fabricación.
Así, mientras que el torno 1 es más apto para mecanizar piezas pequeñas y se puede considerar un torno rápido, el torno 4 se considera más
apto para una producción en gran serie de grandes piezas en las que se
haya de quitar mucho material, principalmente por su mucha potencia y
velocidades ligeramente inferiores. Teniendo en cuenta que después de un
tiempo de trabajar a pleno rendimiento quitando un máximo de viruta, es
natural que se hayan de realizar unos reajustes en todos los mecanismos,
se puede esperar más calidad en el trabajo de una máquina, a la que no se
haya de forzar en demasía.
En cuanto a los tupos 2 y 3 puede apreciarse que se trata de tornos de
gran producción y de tornos rápidos por ser de elevada potencia y de grandes velocidades.
—216—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
SIMPLIFICACIÓN DE QUEBRADOS
Tiene bien aprendido que multiplicados el numerador y el denominador de un quebrado por un mismo número, el valor del quebrado no varía;
lo mismo ocurre si el numerador y el denominador son divididos por el
mismo número. Ejemplos :
Teniendo esto en cuenta, debe procederse siempre que se pueda a la
operación llamada simplificación de quebrados o reducción al mismo denominador, que consiste en dividir el numerador y el denominador por un
mismo número hasta convertir el quebrado en irreductible, es decir, hasta
el mismo número.
-217—
Ejemplo:
2
1
—, pueden dividirse numerador y denominador por 2 y quedará —;
4
2
éste será el quebrado irreductible.
Otros ejemplos:
4
1
—, que se convierte en — al dividirse numerador y denomina12
3
dor por 4.
112
14
2.°)
, si se divide numerador y denominador por 8 da
168
21
2
dividido ahora, 14 y 21 por 7, se encontrará el quebrado irreductible —.
3
126
63
3.°)
, dividido numerador y denominador por 2 quedará
;
168
84
21
dividido ahora, 63 y 84 por 3, quedará
por último, divididos 21
28
3
y 28 por 7, se obtendrá —; que será el quebrado irreductible, puesto que
4
no pueden dividirse numerador y denominador, ambos a la vez, por ningún otro número.
Como se ha dicho, debe procederse siempre que se pueda a esta operación, puesto que de esta forma resulta mucho más cómodo y práctico
el operar con quebrados. Con números más pequeños y con menos cifras
siempre queda simplificado en gran manera todo trabajo con números.
1.º)
PROPIEDADES DE LOS QUEBRADOS
Queda bien entendido, después de estudiar la reducción de quebrados
a común denominador y la simplificación de quebrados, que si se multi—218—
plican o dividen el numerador y el denominador de un quebrado, el valor
de éste no varía.
Ahora bien, mientras que el denominador y el numerador de cualquier
quebrado pueden ser multiplicados por un número cualquiera, para dividirlos es necesario que sea un divisor de los dos, tal como ha visto ya en
la simplificación de quebrados. Así, por ejemplo, el numerador y el de4
nominador del quebrado — pueden ser multiplicados por un número cual7
quiera y, en cambio, no pueden ser divididos los dos por ningún número,
porque no hay ninguno que sea divisor de los dos.
Vea ahora lo que ocurre si se multiplica uno solo de los dos términos
de un quebrado por un número.
Si se multiplica el numerador de un quebrado por un número, el quebrado queda multiplicado por este número, es decir, se hace tantas veces
mayor como valor tenga dicho número.
Si el numerador de un quebrado indica las partes que se toman de
las que resultan al dividir la unidad en tantas partes enteras como indica
el denominador, es natural que si el numerador se multiplica por un número, las partes que se tomaron quedan aumentadas tantas veces como
indique el número por el cual se ha multiplicado.
3
Así, por ejemplo, si el numerador del quebrado — se multiplica por
6
12
4 se tendrá el quebrado
que es cuatro veces mayor, como puede
6
comprobarse fácilmente, efectuando la división del primer quebrado y la
3
' 12
del segundo: — = 0,5
= 2. El cociente del segundo quebrado es,
6
6
efectivamente, cuatro veces mayor que 0,5.
En cambio, si es el denominador el que se multiplica por un número
el quebrado queda dividido por dicho número. Al multiplicar el denominador, resulta que la unidad se ha dividido en mayor número de partes
y, por lo tanto, cada una de estas partes es más pequeña y como que el
numerador no ha variado las partes que se toman son las mismas aunque
este se haya hecho mayor. Sirva de ejemplo para una mejor comprensión :
Suponga que se han de repartir en partes iguales 100 pesetas entre
—219—
4 personas; la cantidad de pesetas que corresponde a cada una de las 4
' 100
personas queda expresado con el quebrado
.
4
Si el denominador de este quebrado se multiplica por 2, se tendrá el
100
nuevo quebrado
, es decir, con este quebrado se expresará que el
8
número de personas a las que se han de repartir las 100 pesetas son 3,
es decir que a cada una les corresponderá menor cantidad de pesetas que
si fueran 4.
De lo estudiado con respecto a la multiplicación de uno de los dos
términos de un quebrado por un número, puede deducirse lo que ocurre
con la división. Si es el numerador el que se divide por un número, el
quebrado queda dividido por dicho número.
En cambio, si es el denominador el que se divide por un número el
quebrado queda multiplicado por dicho número.
Resumiendo lo estudiado, debe tenerse en cuenta que si el numerador
se multiplica, el quebrado queda multiplicado; si el numerador se divide,
el quebrado queda dividido, y que si el denominador se multiplica, el
quebrado queda dividido, y si el denominador se divide, el quebrado queda
multiplicado.
NÚMEROS MIXTOS
Con 5 hojas de papel y dos cuartas partes de ho¡a se forma un número
2
mixto: 5 — . Número mixto es, pues, el compuesto de entero y quebrado.
4
Ejemplo de números mixtos :
3
2—;
6
4
7
;
18
2
9—;
7
15
2269
ENTEROS EN FORMA DE QUEBRADOS
Todo número entero puede ponerse en forma de quebrado
poner la unidad, o sea el número uno, como denominador.
—220—
;
basta con
Ejemplos -.
También puede ponerse un entero en forma de quebrado con un número con denominador que no sea la unidad. Basta para ello multiplicar el
entero por dicho número y el resultado es el numerador. Ejemplo: Poner
el número 7 en forma de quebrado con denominador 4.
7X4
28
7=
=
4
4
Otro ejemplo: Poner el número 9 en forma de quebrado con denominador 3 :
9X3
27
9 —
=
3
3
Poner el número 5 de quebrado con denominador 63 :
SUMA DE UN ENTERO Y UN QUEBRADO
Para sumar un número entero con un quebrado basta con multiplicar el
entero por e) denominador y al producto se le añade el numerador y se
deja el mismo denominador.
3
Ejemplo : Sumar 4 + —
8
RESTAR UN QUEBRADO DE UN ENTERO
En el caso de restar un quebrado de un entero, se multiplica el entero
por el denominador y al producto se le resta el numerador de) quebrado
y se deja el mismo denominador.
—221—
Ejemplo :
2
(5X7) —2
35 — 2
33
MULTIPLICAR UN ENTERO POR UN QUEBRADO
Según lo explicado anteriormente para multiplicar un entero por un
quebrado, basta con multiplicar el entero por el numerador y al producto
se le pone el denominador del quebrado; de esta forma el quebrado es
multiplicado por dicho número.
Ejemplo:
3
3
DIVIDIR UN ENTERO POR UN QUEBRADO
3
También, según lo explicado anteriormente, basta con multiplicar el entero por el denominador del quebrado, siendo e¡ numerador el producto
o resultado de la multiplicación y el denominador el numerador de antes.
Ejemplo:
5
2
OPERACIONES CON NÚMEROS MIXTOS
2
Para sumar, restar, multiplicar y dividir números mixtos, éstos se transforman en números quebrados y después se procede exactamente igual
como en las operaciones de quebrados.
—222-
interpretación planos
LECCIÓN
CASOS ESPECIALES DE VISTAS Y CORTES EN
RUEDAS Y PIEZAS CIRCULARES
En algunos casos especiales de planos de piezas redondas, tales como
ruedas con radios (fig. 50) y platos circulares con nervios (fig.51 ), los
delineantes no dibujan algunas vistas y cortes tal como se verían en realidad, sino que se dibujan de forma algo distinta para facilitar la rapidez
de interpretación por parte de quienes tienen que construir las piezas, al
mismo tiempo que, en muchos casos, se simplifica el trabajo de dibujarlo.
Figura 51
Figura 50
—223—
Figura 52
En el caso de representar una pieza circular, como la de la figura 51,
con un número impar de nervios, la vista lateral se representaría en su
forma real como se muestra en A de la figura 52, sin embargo, lo corriente y correcto es representarla como si los nervios se hallasen opuestos
en línea recta, como muestra en B la figura 52.
Para representar la vista en corte de una pieza con nervios, como la
del caso anterior o la de la figura 53, que tiene un número de nervios
par y opuestos dos a dos, no se dibuja la pieza con los nervios cortados
Figura 53
Figura 54
—224—
Figura 55
como se ve en la figura 54, sino que los nervios se dibujan sin cortar,
como si la línea de corte, en vez de ser la señalada por trazo y punto,
fuese la que se indica de puntos finos, en la figura 55. Si además hay taladros, éstos se indican como si el corte pasase por ello, aunque no sea
así, como en el caso de la figura 55.
En las vistas en corte de ruedas con radios se procede de forma parecida, por ejemplo, la rueda de la figura 50, se representaría vista en
Figura 56
225
corte en forma real como puede usted ver en A de la figura 56, sin embargo, la forma en que se dibuja es la B de la figura 56, en la que los
radios de la rueda aparecen sin cortar y como si estuviesen en línea recta.
Fíjese usted bien que estas variaciones en el dibujo de las vistas nunca
pueden dar lugar a confusión, ya que la vista principal ya es suficiente
para fijar la posición de los nervios, radios, agujeros y ranuras y la vista
lateral sirve para determinar la forma del perfil de estos elementos; cosa
que se logra mejor representándolos de esta manera convenida, que no
en la forma real que les correspondería.
VISTAS AUXILIARES
Ha visto usted en las lecciones anteriores cómo la forma de una pieza
es representada en los planos por medio de vistas y secciones vistas en
corte. Según estudió en la primera lección de esta asignatura, las vistas
en los planos se dibujan de tal forma que las medidas de la pieza representada son ¡guales a las medidas de las líneas del dibujo o plano.
Esto es así en la mayoría de las
líneas de las vistas normales, es decir, las vistas hechas según se vio
en la primera lección. Sin embargo,
en algunas piezas, al hacer el plano
con las vistas normales, quedan algunas partes de la pieza cuyas líneas
no se ven en ninguna de las vistas
del plano con la misma longitud que
tienen en la pieza. Esto lo verá más
claro con un ejemplo :
En la figura 57 se representa una
pieza en forma de cuña con un agujero cuadrado en la cara inclinada. Las
vistas normales de esta pieza serían
las que se encuentran en la figura
58; como puede ver, en ellas no se
aprecia la forma verdadera de cuadrado, ni la longitud de los lados.
—226—
Figura 57
Figura 58
Figuras 59
Figura 60
En casos tal como éste, el delineante hace en el plano una vista especial de la pieza en la cual puede verse en su forma y tamaño correcto el
detalle que no se aprecia en las vistas normales del plano. Estas vistas se
llaman vistas auxiliares.
En la pieza que se ha puesto como ejemplo en la figura 57, se dibujaría en el plano una vista de la pieza mirada de frente a la cara donde
se encuentra el agujero cuadrado, como se muestra en la figura 59. Esta
vista se presentaría en el plano como se muestra en la figura 60. En esta
última figura puede ver que no se ha representado la vista en planta, por
no ser necesaria para comprender la forma que tiene la pieza.
VISTAS AUXILIARES PARCIALES
Las vistas auxiliares pueden ser
totales o sea vista de toda la pieza,
como la del ejemplo anterior, o parciales, en las que se representa solamente la parte de la pieza en que se
encuentran los detalles que deben representarse por medio de una vista
auxiliar; por ejemplo, la figura 6 1 ,
es la representación en el plano de la
pieza de la figura 62 por medio de
una vista principal y tres vistas parciales auxiliares. Puede fácilmente
apreciar que esta manera de hacer los
Figura 62
planos en casos como en la figura, no solamente permite que la representación de la forma de la pieza se haga perfectamente, sino que hace
más claro y sencillo el dibujo.
Fíjese en el caso de vistas auxiliares parciales, la parte por la cual
se interrumpe el dibujo de la pieza, o sea la parte por la que continuaría el dibujo de la vista si se dibujase completa, se indica con una
línea irregular y más fina que las otras. A esta clase de líneas se las llama
líneas de rotura.
OTROS CASOS DE VISTAS AUXILIARES
En algunas ocasiones la colocación de las vistas auxiliares en el lugar
que les corresponde, daría lugar a un plano difícil de comprender, por
estar estas vistas demasiado alejadas del lado de la vista principal a que
corresponden; por ejemplo, en la figura 63 la vista que se ha señalado
con una A corresponde al lado a de la vista principal y la vista B corresponde al lado b de la vista principal. En este caso es preferible representar las vistas auxiliares como cortes, tal como se hace en la figura 64, a
fin de que queden más próximas a la parte a que corresponden en la vista
principal.
—228—
LAMINA 6
—229—
Figura 63
Figura 64
Para que usted se acostumbre a interpretar los planos en los que se
representan piezas con la ayuda de vistas auxiliares en la LAMINA 6 se
muestran distintas piezas ¡unto con su representación en los planos.
Depósito Legal B. 3134-1959
Offset Industrial, S.A. . Tel. 337 27 88
—230-
Tomo 5
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
ORADO DE MECANIZADO DE LAS PIEZAS
Ud. habrá observado infinidad de veces que todas las piezas que forman un mecanismo o una máquina no están igualmente acabadas e incluso
que una misma pieza presenta partes más finas en una superficie que en
otra, Al estado en que queda una pieza o superficie de la misma después
de mecanizada se le llama grado de mecanizado o acabado.
Aunque no debe despreciarse el buen aspecto de una pieza, cuando
el mecanismo de una parte de la pieza no es necesario se prescinde de
él, puesto que se recargaría innecesariamente el coste de la pieza.
El grado de acabado lo determina la función que desempeña la pieza,
pues es evidente que no será necesario dar el mismo grado de acabado
a los prismas o guías de una bancada que el de los nervios o brazos de
un volante de mando.
El grado de mecanizado que hay que dar a las piezas viene indicado
en los planos y el operario encargado de construirlas se ha de atener
a estas instrucciones.
En una próxima lección de INTERPRETACIÓN DE PLANOS estudiará
cómo el grado de mecanizado o acabado viene indicado en los planos.
Sepa ahora, que estos grados son los siguientes:
piezas o zonas de la pieza en bruto
piezas o zonas de la pieza repasadas
—233-
de fundición es la parte de unión de los dos moldes y la de la entrada
de hierro líquido en el molde.
La operación de repasado se hace siempre en la misma fundición.
DESBASTADO
El desbastado es un grado por e) que pasan todas las piezas antes de
ser acabadas con mecanizado fino.
La mayoría de fábricas disponen de una serie de máquinas especiales
para desbastar. Estas máquinas dejan fas piezas con excedentes de material muy pequeños, los cuales posteriormente se quitan mediante máquinas de mayor precisión.
Como usted ya sabe, el grado de acabado viene determinado por el
avance de la herramienta y la cantidad de viruta que arranca. La superficie de un desbastado depende del estado que tenga que quedar la
pieza. Si la pieza debe ser sometida posteriormente a otro grado más fino
de mecanizado la aspereza que presenta la superficie no tiene mucha importancia, pues esta superficie ha de desaparecer en el mecanizado posterior de acabado.
En cambio, si la pieza o una parte de la pieza ha de quedar desbastada,
la superficie debe dejarse de forma que el rayado producido por la punta
de la herramienta se vea uniforme.
En las figuras 24 y 25 se representan dos piezas que van desbastadas
en dos sectores.
Desbastado
Acabado fino
Desbastado
Acabado fino
Figura 25
Figura 24
-285-
Fíjese en la pieza de la figura 2 4 ; se trata de un eje cuyos dos extremos
giran sobre cojinetes, razón por la cual estas partes han de tener un
mecanizado muy fino, al igual, que en la parte más gruesa en la que puede
ir montada una rueda. En cambio, como que la parte intermedia no debe
soportar ni rozar con ninguna pieza puede dejarse simplemente desbastada.
En la pieza de la figura 25 sólo interesa un acabado fino en la cara
de apoyo a y en el alojamiento b de un cojinete.
ACABADOS FINOS
Los acabados finos tienen mucha importancia en el mecanizado de
tas piezas. El que una pieza quede más o menos pulida repercute en el
desgaste y suavidad del mecanismo en que va montada la pieza y, por
tanto, en todo el conjunto de mecanismos que forman la máquina.
Si una pieza que a simple vista y
al tacto parece fina y pulida se observa con un lente de aumento, se
apreciará una superficie con aristas
como la que se muestra en la figura 26. Estas aristas que se distinguen
con la ayuda de un lente de aumento
y que no se aprecian a simple vista
Figura 26
pueden tener la altura de 1 ó 2 milésimas de milímetro. Como es de suponer cuando se monte la pieza las aristas se aplastarán a causa del
esfuerzo que se haga sobre la superficie de la pieza, así como también el
deslizamiento será menos suave que si estas aristas no existieran. No obstante, un acabado como éste y que se obtiene por medio de rectificadoras,
se considera bueno para los elementos normales de máquinas, razón por la
cual se llama acabado fino o rectificado.
Los acabados pulidos son los que se obtienen cuando interesa más
el aspecto de las piezas que el acabado. El pulido se efectúa en las máquinas especiales llamadas pulidoras.
Cuando se quiere obtener una superficie lisa, en la cual hayan desaparecido las aristas o rugosidades dejadas por la muela, se recurre al bruñido
o lapeado. Esta operación se efectúa también con máquinas especiales y
siempre se ha de efectuar después de una fase de rectificado, ya que con
el bruñido o lapeado solamente se rebajan milésimas.
-236-
técnica torneado
LECCIÓN
CAMBIO DE VELOCIDADES
DEL AVANCE
Vea en la figura 123 la disposición
del tren de ruedas de un torno y recuerde que la relación entre las sucesivas ruedas que lo forman determinan el avance de la herramienta sobre la pieza. Suponga ahora que usted
está realizando un trabajo de cilindrado de desbaste; el tren de ruedas
que proporcione al carro un avance
usted lo tendrá dispuesto de forma
de 0'2, milímetros por vuelta, que es
el avance requerido para efectuar en
el tomo un cilindrado de desbaste.
Una vez efectuado el desbaste,
debe usted proceder al cilindrado de
acabado. Usted ya sabe que los cilindrados de acabado se efectúan generalmente con avances finos; suponga que en este caso se trata de un
avance de 0´1mm. por vuelta.
Figura 123. — Tren de 4 ruedas. 1, Piñón de salida del inversor. 2 y 3 Ruedas intermedias. 4, Rueda de salida del
tren, 5, barra de cilindrar
—237-
Figura125, — 12, Rueda de engranaje móvil. 13, Piñón deslizante del dispositivo
na/es (7 a 11) de diferentes diámetros y con una re/ación determia esta serie de engranajes suele dársele el nombre de paquete
|on. Todo el conjunto de engranajes del paquete Norton gira solicon la última rueda del tren.
ahora que en la figura 125 se han añadido dos piñones; el
ado con el número 12 engrana en la figura con la primera rueda ( 7 )
paquete y con el otro piñón (13) montado en la barra de cilindrar ( 5 )
fue transmite el giro del tren de ruedas.
esta figura puede deducirse que según sea la rueda del paquete
que engrana con el piñón (12) será distinta
la
barra
de...
Figura 126. — 14, Palanca Norton
dé un engranaje a un eje debe montarse un piñón que reciba el movimiento de giro del engranaje. En el caso de la caja Norton este piñón ha
de ir montado a la barra de cilindrar; ahora bien, se ha de poder transmitir el giro de cada una de las ruedas del paquete y aunque el piñón
se deslice a lo largo de la barra, no puede encajar con todos los engranajes del paquete por ser todos de distinto diámetro. Por esta razón,
se dispone también del piñón móvil ( 1 2 ) que es el que recibe el giro del
engranaje del paquete al que se hace engranar mediante el accionamiento
de la palanca (14 en la figura 126) y que lo transmite al piñón deslizante
( 1 3 ) montado en la barra de cilindrar. Compruebe en la figura 126 que al
accionarse la palanca ( 1 4 ) se ha desplazado el piñón ( 1 3 ) y el piñón móvil
( 1 2 ) se ha movido de forma que engrana con la rueda ( 1 0 ) del paquete.
La barra de cilindrar gira, pues, a distinta velocidad que en la figura 125
por ser la rueda 10 de mayor diámetro que la rueda 7.
— 240-
Fíjese ahora en la figura 127 y
comprenderá cómo la palanca Norton
Paquete
Norton
hace que e\ piñón' deslizante se deslice a lo largo de la barra de cilindrar
y que el piñón móvil que engrana
con el deslizante suba o baje según
tenga que engranar con la rueda 11
(posición A) o con la rueda 7 (posición B).
Para cambiar de posición se tira de.
la empuñadura ( 1 5 ) de la palanca y
el pivote ( 1 6 ) de anclaje sale de la
muesca correspondiente a la posición
en que se hallaba y se vuelve a introducir en la muesca de la nueva po- Figura 127. — Vista lateral de la Caja
sición. Las muescas van dispuestas en Norton. 15, Empuñadura de la palanca
Norton. 16, Pivote. 17, Muescas
la parte exterior de la caja Norton,
exactamente delante del piñón que le corresponde, sirviendo al mismo
tiempo para identificar la posición de la palanca.
Figura 128. — Caja Norton de un torno Cumbre. 1, Barra de roscar. 2, Barra de cilindrar. 3, Palancas del dispositivo de roscar
—241-
-242—
En la figura 128 se muestra la caja Norton de un torno moderno
con dispositivo para roscar que usted estudiará en una próxima lección.
En dicha figura se aprecian los números que señalan la posición del
pivote de anclaje de la palanca Norton.
Como es de suponer, hay una gran variedad de tipos de Cajas Norton
y con relaciones diversas en sus engranajes. Todos los tipos, sin embargo,
se basan en el mismo principio de funcionamiento que acaba de estudiar y todos ofrecen la gran ventaja de facilitar el cambio de velocidad
del avance con un simple accionamiento de la palanca en vez de tener
que cambiar las ruedas del tren.
Con el estudio de la caja Norton usted conoce ya el funcionamiento
de todo el sistema de engranajes para el avance automático del carro longitudinal y del carro transversal. Para que usted tenga una idea de conjunto
de los diversos mecanismos que ha estudiado, observe atentamente el esquema de la figura 129 antes de pasar al estudio de otras de las operaciones que se realizan en el torno.
OPERACIÓN DE TALADRADO
Usted habrá visto repetidas veces hacer agujeros o taladros en toda
clase de piezas y materiales y seguramente conocerá algunos tipos de máquinas y herramientas de taladrar.
Todas las máquinas de taladrar, desde el elemental berbiquí del
carpintero a la más moderna y completa taladradora, presentan la particularidad de que una vez fijada la pieza, la herramienta o broca gira
y penetra en la pieza efectuándose de esta forma la operación de
taladrado.
La operación de taladrado puede efectuarse también en el torno, pero
con la particularidad, salvo en casos muy especiales, de que el torno es
la pieza y no la broca la que gira, al revés de como se efectúa en una máquina cualquiera de taladrar.
Así pues, en una operación de taladrado realizada en el torno los movimientos de la pieza y de la broca son •.
Pieza : movimiento de rotación.
Broca: movimiento de penetración, o sea, de avance.
De esto se deduce que las características de trabajo en el torno son
siempre las mismas, incluso en la operación de taladrado independientemente de que en cualquier máquina especial para taladrar se realice de
—243-
forma completamente distinta. Como es de suponer, esta diferencia no
influye en al resultado de la operación, pues siendo la broca una herramienta de corte por revolución, tanto da que gire la pieza como que gire
la broca.
Figura 130. — Broca espiral de taladrar
Fíjese en la broca de la figura 130; esta broca lo mismo puede emplearse en un torno que en una máquina de taladrar. En la figura se indican las partes que la forman.
La caña o parte de la broca por la cual se fija al torno, tiene una forma
cónica normalizada que se clava en el cono del vástago de la contrapunta
y mediante el accionamiento del volante, la broca penetra en la pieza.
Se dice forma cónica normalizada porque las dimensiones del cono son
¡guales para una gran variedad de diámetros de broca, es decir que el cono
de una broca de 16 mm. de diámetro, por ejemplo, es de las mismas dimensiones que una broca de 22 mm. de diámetro. La fijación de la broca al torno
puede ser directa o de acoplamiento. Cuando las dimensiones del cono
permiten montarla directamente en el vastago de la contrapunta la fijación es directa.
Recuerde usted que al estudiar en la lección anterior las características de los tornos, se indicaba como una de ellas el número o dimensiones
del cono del vastago de la contrapunta. La fijación de la broca depende
de esta característica; como es de suponer una broca cuya caña tenga un
cono de mayor dimensión que el cono del vastago de la contrapunta de un
determinado torno, no podrá ser fijada en este torno.
Ahora bien, en el caso contrario, es decir, cuando el cono de la broca
es de dimensiones menores que el del vastago se monta un casquillo de
acoplamiento que ajusta por su exterior en la contrapunta y en su interior
con el cono de la broca, tal como se ve en la figura 131.
La lengüeta que la broca lleva en el extremo de la cola de fijación permite mediante una cuña el fácil desmontaje de la broca del casquillo.
-244—
Figura 131. — Montura de un cosquillo de acoplamiento en la broca
Figura 132. — Montaje y desmontaje de
un casquillo de acoplamiento
-245-
Figura 133-— Portabrocas
Compruebe en la figura 132 cómo la broca se monta y cómo se desmonta de los conos de acoplamiento.
La lengüeta de la broca y la fuerza del cono clavado son los que aguantan el arrastre de la herramienta contra la pieza, impidiendo que la fuerza
de corte haga girar la broca en su alojamiento; si girara resultaría imposible taladrar.
Las brocas de reducido diámetro tienen la cola o mango de forma
cilindrica debiendo utilizarse para montarlos en la máquina los útiles
llamados portabrocas, los cuales, estudiará más adelante, en la figura 133
se muestra uno de estos portabrocas.
CUERPO DE LA BROCA
Aunque hay varios y diferentes tipos de brocas, usted estudiará ahora
la de la figura 130 por ser el tipo más corriente. Las brocas de este tipo
se llaman brocas espirales porque están hechas en forma de hélice. Generalmente la ranura es vaciada en una fresa; otras veces se fabrican forjándolas y arrollándolas hasta que forman la hélice.
Se hace el vaciado según se ve en la figura, para que el roce de la
broca contra la pieza sea el mínimo posible, quedando solamente las fajas
para mantener el filo y el diámetro nominal de la broca, de manera que
por mucho que se afile la broca, siempre queda al mismo diámetro.
La forma de la hélice depende del material que se haya de taladrar,
siendo más abierta para los materiales más blandos.
CABEZA DE CORTE
La cabeza de corte de la broca, como la de todas las herramientas, es la
que determina las condiciones de corte y para que el corte se realice en las
mejores condiciones de calidad y rendimiento han de observarse unos determinados ángulos.
Compruebe en la figura 134 que los ángulos determinantes del corte
en las brocas son :
a. — Ángulo de punta.
Beta — Ángulo de filo.
y. — Ángulo de desprendimiento.
(a). Ángulo de punta. Es el formado por las dos aristas de corte o
cortes principales y es el que facilita la penetración de la broca.
(B). Ángulo de filo. Es el formado por la punta de la broca y el
corte principal.
—246—
( y ) . Ángulo de desprendimiento. Depende solamente de la inclinación de la hélice y, por tanto, del material que se trabaja.
En todas las herramientas tiene
una gran importancia el afilado, pero
esta importancia es, si cabe, aún mayor en las brocas hasta el extremo
que debe efectuarse en máquinas especiales.
TALADRADO A MANO
Y AUTOMÁTICO
El taladrado es una de las operaciones más sencillas que se efectúan
en el torno. Una vez bien fijada la
pieza y montada la broca en la contrapunta, tal como se ha explicado
anteriormente, lo único que hay que
hacer es poner el -torno en marcha y
empujar la broca mediante el accionamiento del volante de la contrapunta. La broca penetra en la pieza
y la viruta sale según se aprecia en
la figura 135.
Si bien todas las operaciones son
en realidad fáciles una vez preparada la máquina y montadas la pieza
y la herramienta, la operación de taladrar lo es más, puesto que no suele
tener mucha importancia la medida
que resulte del mecanizado, todas las
precauciones a este respecto deben
tomarse al afilar la broca. Interesa tener en cuenta que una broca bien
afilada suele dejar un agujero de 0,1
a 0,2 mm. mayor que el diámetro de
la broca.
Figura 154. — Ángulos característicos de
una broca espiral
-247-
Figura 135. — Taladrado en tomo.
Figura 136. — Dispositivo para el avance automático de las contrapuntas.. 1, Pasador.
2 y 3, Orejas
Se dice que se taladra a mano cuando la penetración o avance de la
broca se hace a mano, generalmente con el volante de la contrapunta. El
taladro es automático cuando el avance de la broca es automático, es decir,
cuando es llevado por el carro longitudinal.
Vea usted ahora cómo se procede en el taladro con avance automático.
-248-
Es ya sabido que el avance de la broca se efectúa siguiendo el eje de rotación de la pieza ; un avance en este sentido, de forma automática, solamente
puede efectuarlo el carro longitudinal.
Por otra parte, si la broca va montada en la contrapunta, la única forma
de taladrar con avance automático es la de acoplar la contrapunta al carro,
de manera que el carro arrastre a la contrapunta en su avance.
Vea en la figura 136 una contrapunta preparada para el avance automático; este es el sistema empleado por los tornos «CUMBRE» mediante el dispositivo que se muestra en dicha figura. Fíjese que en la parte inferior o suela
y formando una sola pieza con ella, lleva una oreja ( 2 ) , que se acopla
con otra ( 3 ) situada en la parte posterior del carro; se introduce el pasador ( 1 ) a través de las dos orejas y el carro y la contrapunta queda unidos,
formando un solo conjunto para el avance longitudinal.
Figura 137. — Soporte portabrocas montado en la torre portaherramientas
Otra forma de taladrar con automático es montar la broca en un soporte especial dispuesto en la torre portaherramientas, de mañera que el
avance del carro hace que la broca penetre directamente en la pieza, tal
como se muestra en la figura 137.
IMPORTANCIA DEL AFILADO DE LAS BROCAS
Aunque la operación de taladrar en el torno constituye siempre una
operación de desbaste, hay que tener siempre en cuenta, al afilar una
broca mantener los ángulos característicos de corte.
—249—
El afiliado de las brocas, como el de todas las herramientas, tiene mucha importancia. Una broca mal afilada, aparte de no trabajar en buenas
condiciones y de no obtenerse un
buen rendimiento de ella, deja los taladros fuera de medida y con una. superficie áspera y rugosa, llegando incluso a romperse.
Debe tenerse en cuenta que las
brocas son unas herramientas muy caras, ya que se construyen de acero
rápido, especial para el corte del acero. Se comprende, por lo tanto, la
importancia de un buen afilado.
La broca es una herramienta que
absorbe mucha potencia para efectuar su trabajo; para que este esfuerzo se reparta en partes iguales en los
dos labios o filos de corte principal
debe estar muy bien afilada, Un afilado defectuoso hace que uno de los
labios trabaje excesivamente, provocando su rotura.
Vea en la figura 138 los tres principales defectos del afilado de una
broca. Compruebe que en los tres casos el agujero queda mayor de
la medida.
En los tres casos las fajas guía rozan demasiado contra las paredes del
taladro y la broca se calienta excesivamente, las guías se desgastan y la
broca pierde medida. Otras veces se
agarrotan, provocando Ja rotura de la
broca.
Figura 138. -- Defectos en el trabajo de
' las brocas mal afiladas. 1, Filo de longitud desigual: El diámetro del agujero producido es
mayor que la broca. 2, Filos desiguales y ángulos de corte distintos: El agujero resulta
excesivamente grande y la broca oscila. 3, Ángulos de cortes desiguales, punta descentrada: Sólo corta uno de los filos; la broca trabaja desequilibrada y oscila
-250—
—251-
Figura 139.. —• La broca na está centrada y oscila
Para evitar la rotura de una broca, fíjese en la tabla núm. 2; en ella se
indica la causa de la rotura y la manera de evitarla
Otras de las precauciónes a tomar son :
Comprobar el centrado (figura 139).
Taladrando con la contrapunta puede ocurrir que esté desplazada; en
este caso el centro de la broca no coincide con el centro de rotación de
la pieza y la broca oscila hasta que se rompe.
Comprobar que la cara de entrada de la broca no tenga alabeo o tenga
muy poco (figura 140).
Figura 140. — El alabeo de la cara tiende a descentrar la broca
—252—
Al no poder entrar la broca perpendicularmente se desplaza de centro,
oscilando y rompiéndose; de no romperse, el agujero queda mayor de
la medida.
Si la cara tiene mucho alabeo conviene darle una pasada de refrentar.
La broca se guía como se indica en la figura.
Hacer descargas frecuentes.
En el caso de que el taladro a efectuar sea muy profundo, puede ocurrir
que el canal de salida de viruta o espiral llegue a entrar completamente
dentro de la pieza que se taladra, de forma que las virutas al no tener
salida atascan la broca y la rompen.
Taladro de guía.
Cuando se emplean brocas grandes es conveniente hacer un agujero
previo de menor diámetro; al hacerlo así se descarga algo el corte
principal y la broca hace menos fuerza.
Otro aspecto que usted tendrá en cuenta es que cuando se taladra
acero la broca debe refrigerarse bien. La velocidad de corte y el avance
deben escogerse debidamente para que la utilización de la broca resulte
económica.
OPERACIÓN DE MANDRINADO
Figura 141. — Operación de mandri
nado
-253-
Figura 142. — Herramienta de mandrinar.
En teoría, la operación de mandrinado es igual a la del cilindrado,
puesto que se trata de la construcción de superficies cilindricas, pero por
tratarse de superficies interiores las características del trabajo son distintas y deben emplearse herramientas completamente diferentes. Observe
a tal respecto la figura 141 en la que se muestra cómo se realiza una operación de mandrinado y la figura 142 en la que se representa una herramienta de mandrinar.
En las herramientas de mandrinar, al igual que en las de cilindrar
pueden distinguirse las siguientes partes:
Cuerpo de la herramienta.
Mango.
Cabeza de corte.
El cuerpo de la herramienta es la parte que se fija en el porta-herramientas y es siempre de sección cuadrada.
El mango es la parte que une la cabeza de corte con el cuerpo.
Esta parte será más o menos
larga, cuando más profundo sea el
agujero a mandrinar y debe procurarse siempre que sea todo lo grueso que permitan el cuerpo y el diámetro a mandrinar. Tenga en cuenta que en esta herramienta, como
en todas, la punta del filo principal
debe coincidir exactamente con el
centro de la pieza y precisamente
esta posición es la que limita las dimensiones del mango, tal como se
aprecia en la figura 143. Por otra parte y salvo en casos especiales, al
igual que se dijo para las herramientas de cilindrar que debían ser fijadas
lo más cortas posible, las de mandrinar, para una pasada mediana, es Figura 143. — Posición de la herramiendecir, cuando se tenga que arrancan ta de mandrinar con respecto a la pieza.
una cierta profundidad (más o menos 3 ó 4 mm.), el mango no debe
tener una longitud superior a seis veces la medida del cuadrado que forma el cuerpo.
Únicamente cuando la pasada a dar es muy fina puede trabajarse con
-254-
una longitud de mango mayor que la señalada y aun en este caso el diámetro es el que determina las dimensiones del mango, además de la fuerza de la pasada.
Quede entendido que con un mango excesivamente delgado y largo
no se conseguiría nunca un acabado fino de la superficie mecanizada
CABEZA DE CORTE
En la cabeza de corte es donde se hallan los cortes principal y secundario y al igual que en la herramienta de cilindrar y refrentar, también es
en donde están los ángulos determinantes del corte de la herramienta
Figura 144. — Ángulos característicos de una herramienta de mandrinar.
Vea en la figura 144 los ángulos característicos de la cabeza de corte
de la herramienta de mandrinar. Estos ángulos son los mismos que los de
-255—
la herramienta de cilindrar. Usted recuerda que estos ángulos se llaman
característicos porque su valor depende del material a trabajar.
e (épsilon) = Ángulo de desprendimiento de viruta.
a. (alfa) •= Ángulo de filo.
B (beta) = Ángulo de incidencia.
y (gamma) = Ángulo de corte.
d (delta) = Ángulo de punta.
v (cappa) = Ángulo de posición.
No se dan ahora las descripciones de estos ángulos, puesto que usted
ya las recordará. De no recordarlas le aconsejamos un repaso de la leclección 3.
FIJACIÓN DE LA HERRAMIENTA PARA EL MANDRINADO
Las precauciones que deben tomarse para realizar perfectamente la
operación de mandrinar son las mismas que han de tomarse para efectuar la de cilindrar, ya que la formación de la superficie es exactamente
igual tanto para una como para la otra, pero el hecho de ser interior acentúa la importancia de la comprobación de la alineación del eje con la bancada.
Es sabido que una mala alineación del eje produce la formación de una
superficie cónica en lugar de cilindrica. Este defecto presenta a veces, en
operaciones de mandrinado dificultades de comprobación. Por eso es recomendable siempre efectuar la comprobación con una superficie exterior.
Vea en la figura 141 la superficie de forma cónica producida por la
mala alineación del cabezal. La comprobación de este error produce siempre dificultades y el corregirlas precisa más tiempo que si fuera exterior.
Naturalmente, la importancia de este error depende siempre de lo acentuado que sea y de la medida más o menos exacta y del acabado que haya
de lograrse en el agujero.
Conviene señalar que normalmente para proceder a una operación de
mandrinado se parte de una pieza en la que se haya efectuado previamente
una operación de taladro. Al estudiar esta operación ya vio usted que el
agujero que se hace al taladrar es siempre más pequeño, a fin de dejar
un excedente de material para rebajarlo en una operación posterior de
mandrinado mucho más segura y precisa. Fíjese, a tal respecto en la representación de la figura 146.
-256-
Figura 145. — Superficies interiores cónicas por defecto de alineación del eje del cabezal.
Para efectuar una operación de mandrinado ha de procederse ante todo
a la fijación de la herramienta. Esta se fija fuertemente con la punta del
filo a la altura conveniente, es decir a la altura misma del eje de la máquina, tal como se ve en la figura 143.
Debe fijarse fuertemente porque el corte principal trabaja muy separado de la torre portaherramientas debido a la especial forma de las herramientas y es mucho mayor el esfuerzo que soportan los mangos.
La longitud del mango de la herramienta es muy importante que sea
-257-
Figura 146. — Esquemas progresivos para un mandrinado de acabado
lo más corta que permita la pieza, pues el acabado de la superficie es
más fina cuando la fijación es más rígida.
Hay a veces en que las dimensiones de la pieza obligan a que el mango sea muy largo. Esta longitud, no obstante, no debe exceder, para lograr
un máximo aprovechamiento de la herramienta (potencia) y un buen
acabado de la superficie, de una longitud igual a seis veces la medida del
cuerpo de la herramienta, tal como se indica en la Figura 147.
Figura 147. — A, Fijación buena. Longitud mango, menor o igual que 6 a. B, Fijación
defectuosa. Longitud mango, mayor que 6 a. El esfuerzo de corte dobla la herramienta
y la obliga a trabajar por bajo del centro. Posibilidad de rotura y un seguro mal acabado.
El trabajo con una longitud superior a la indicada hace que la herramienta flexe hacia abajo debido al esfuerzo de corte sin que se obtenga
un buen acabado. Por esta razón, cuando han de trabajarse piezas demasiado largas, se mandrinan con unos soportes especiales tal como estudiará
más adelante.
Por las dificultades que presenta el mandrinado es una de las operaciones en la que debe ponerse más cuidado. Preste atención a las siguientes
-258-
indicaciones y procure tenerlas en cuenta cuando realice un trabajo de mandrinado para realizarlo perfectamente.
* Tener cuidado en la elección y fijación de la herramienta.
* En los agujeros largos la salida de viruta debe procurarse que se
efectúe normalmente, pues un atascamiento de ésta podría llegar a
dominar la herramienta y al doblarse, variar la medida del agujero.
* La potencia de corte depende más que en otra operación de un buen
afilado.
* La punta de corte del corte principal debe ser resistente y al propio
tiempo afilada para lograr un buen acabado.
* Al reemprender una pasada, debe vigilarse que quede la misma
medida.
* La importancia de la alineación del eje es mayor, por las dificultades que presenta su comprobación.
En la operación de mandrinado conviene establecer una diferencia
entre las operaciones de desbaste y de acabado. Generalmente en las
operaciones de desbaste suelen darse pasadas fuertes y se utilizan herramientas de las máximas dimensiones que permiten el agujero y la salida
de viruta. La punta del filo del corte principal interesa que sea fuerte y de
forma ligeramente redondeada.
Figura 148. — Defecto ocasionado por realizar al mismo tiempo el desbaste y el acabado
en una operación de mandrinado
Una vez graduada la medida, se regula con el micrómetro graduado y
se embraga el automático sin ninguna comprobación de medida.
El descuido de estos detalles podría perjudicar las operaciones de acsbado. Por esta razón, suelen separarse cuando se trata de mecanizar una
serie de piezas la operación de desbaste y la de acabado, haciendo en una
fijación el desbaste y en otra el acabado. Cuando se trata de una sola
- 259-
pieza se procede a un reafilado de la herramienta después del desbaste
o se cambia la herramienta.
Para el acabado interesa también que el mango de la herramienta
sea lo más resistente posible, sin dificultar al operario la vista de la superficie que se mandrina.
Para lograr un acabado más fino el filo del corte principal debe ser
más puntiagudo que para el desbaste. Cuando la medida a lograr es ya
de una cierta precisión debe comprobarse cada vez. Vea en la figura 148
lo que puede ocurrir en el caso de hacerse conjuntamente el desbaste y el
acabado. En el esquema 1, al mandrinar un agujero, la herramienta se retira
cuando ha llegado al punto A para compróbar la medida y después de
corregirla, se vuelve a embragar.
La herramienta da (esquema 2) una nueva pasada más fina y al llegar al punto A debe arrancar esta pasada además de la que cortaba antes.
El esfuerzo es mucho mayor y la herramienta se resiste (recuerde que la
longitud del mango de la herramienta influye constantemente, aunque sea
el adecuado-) flexándose y dejando un pequeño retalón (esquema 3) en
el punto A en el que ha aumentando la fuerza de la pasada.
En el caso de que el agujero ya estuviera a la medida, debe rebajarse
el talón haciendo entrar de nuevo la herramienta sin adelantarla en nada
con el micrómetro. Este caso se produce siempre que hay un aumento de
esfuerzo de corte, siendo más acusado cuanto mayor es la pasada primera.
Claro está que, como es fácil comprender, también puede darse este
caso dando pasadas finas de acabado, pero aun cuando así es muy poco
acentuado, debe llevarse mucho cuidado, pues también la precisión a lograren el acabado y en la medida serán mayores.
AGUJEROS PASANTES Y AGUJEROS CIEGOS
Figura 149
-260—
Fíjese en la figura 149 y compruebe que agujeros pasantes son los
que atraviesan por completo la pieza con la misma medida y agujeros
ciegos, los que no atraviesan completamente la pieza.
Aun cuando unos y otros se realizan en la operación de mandrinar
de la misma forma, para los pasantes la forma de la cabeza de corte es la
que ha visto en la figura 142, mientras que para los ciegos debe ser diferente. Para conseguir un acabado de agujero como se indica en la figura 149, la forma de la cabeza de corte ha de ser tal que permita mandrinar
y luego refrentar la pared de fondo, de manera que quede perfectamente
perpendicular al eje principal.
Figura 150. — Herramienta de mandrinar agujeros ciegos
Vea en la figura 150 una cabeza de corte de una herramienta de mandrinar agujeros ciegos. Observe que los ángulos de posición x y el ángulo
de punta 8 son distintos de los de la figura 144. Los ángulos de posición
deben ser tales que permitan mandrinar y refrentar con la misma punta,
-261—
pero si son demasiado grandes debilitan el ángulo de punta (entre los tres
deben sumar 90°) y la herramienta queda con una cabeza de corte débil.
Es fácil deducir que con esta herramienta no pueden darse pasadas tan
potentes como con la otra. En caso de un agujero ciego de un diámetro algo
grande, lo que se hace es desbastar todo lo que se puede con la herramienta de la figura 144, efectuando el acabado y el refrentado de la pared
con la herramienta de la figura 150, en pequeñas pasadas como se muestra en la figura 151.
forma a mecanizar
Figura 151.
- Desbaste y acabado de un agujero ciego
Asimismo tiene más importancia la posición de la herramienta por
tener que efectuar refrentados; a este respecto puede aplicarse cuanto
se dijo de la posición de las herramientas de refrentar.
MANDRINADO CON HERRAMIENTAS MONTADAS EN SOPORTES
Se ha dicho anteriormente que cuando se trata de agujeros de gran longitud se efectúa el mandrinado con herramientas montadas en soportes o
barrenas. Con este sistema se logra que la sección del soporte o barrena
sea todo lo grande que permita el agujero, pues la herramienta solamente
sobresale un poco de la barrena.
La fijación de estos soportes o barrenas puede hacerse en la torre portaherramientas o en la contrapunta, exactamente igual como se hace con
las brocas.
-262
Figura 152. — Montaje de barrenas para cilindrar
Estos soportes se construyen de gran diversidad y en la figura 152 se
representan algunas formas constructivas que dan buen resultado.
El diámetro de la barra se construye lo más grande posible a fin de
evitar la flexión. En cuanto sea posible la herramienta debe estar guiada
o apoyada hasta la misma proximidad del punto de trabajo.
La dirección o avance de la herramienta ha de estar exactamente centrada con el eje de giro. Un defecto en este sentido produce un trabajo
defectuoso y agujeros cónicos e inexactos, así como la rotura de las barras.
Lo más recomendable, sobre todo cuando se trata de piezas grandes,
es fijar la pieza sobre el carro en la forma conveniente y después colocar
la barrena portaherramientas entre puntos, de forma que la herramienta
gire al mismo tiempo que avanza la pieza montada sobre el carro.
El mandrinado de las piezas de este tipo rara vez se efectúa en el
torno; es más frecuente efectuarlas en las máquinas especiales llamadas
mandrinadoras.
La gran importancia del mandrinado reside en que generalmente, es el
263
mecanizado de una superficie de apoyo o de fijación de un eje y tiene que
ser perfectamente cilindrico y de acabado muy fino.
En una pieza, un cabezal de torno, por ejemplo, o el cuerpo de una
contrapunta o una pieza muy grande de una máquina, puede darse el
caso de que se tengan que efectuar diversos mandrinados y además que
hayan de dárseles un acabado perfecto, una relación exacta entre sus centros, los ejes exactamente paralelos, etc.
Este mecanizado se realiza en las mandrinadoras y la forma de trabajar en ellas y la técnica necesaria para ello es muy parecida a la del
torno, pero se sale de la finalidad de este curso.
-264-
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
FRACCIONES DECIMALES EXACTAS
Ya en la lección 2. a estudió usted que si se divide el numerador de
un quebrado por el denominador, el quebrado se transforma en decimal.
Ejemplos:
En estos ejemplos las fracciones decimales que han resultado de los divisores son exactas, puesto que los cocientes tienen un número limitado de
cifras, es decir, que con la última cifra del cociente el residuo ha sido cero.
—265 -
Las fracciones decimales exactas proceden de un quebrado común irreductible, es decir, que no se puede reducir a otro quebrado equivalente y
cuyo denominador sólo es divisible por 2 o por 5 o por 2 y por 5 a la vez.
Compruébelo en los siguientes ejemplos •
FRACCIONES DECIMALES PERIÓDICAS
Fíjese ahora en estos otros ejemplos :
Compruebe que en estos tres ejemplos se podría seguir operando sin
acabar nunca la división; estas fracciones se llaman periódicas porque están formadas por un grupo o período de cifras que se repiten continua
e indefinidamente.
Cuando el período empieza en las décimas, las fracciones periódicas
son puras; así las tracciones 0'666... y 0'6363... son puras porque sus
grupos o períodos respectivos son 6 y 63, es decir, empiezan en las décimas. En cambio no lo es la fracción 0'0833... porque el período empieza
después de la cifra que ocupa el lugar de las décimas.
Las fracciones periódicas puras proceden de un quebrado común irreductible cuyo denominador no es divisible por 2 ni por 5. Compruébelo en
los siguientes ejemplos de fracciones periódicas puras:
-266-
Las dos fracciones decimales 0'30769230... y 0´85714285... son fracciones periódicas puras porque el período o grupo de cifras empieza en la
cifra de los decimales.
Cuando el período o grupo de cifras empieza en una cifra que no corresponde al lugar de las décimas, como en el caso de la fracción periódica
0'0833..., la fracción periódica es mixta.
Las fracciones periódicas mixtas proceden de un quebrado común irreductible cuyo denominador es divisible por 2 o por 5 o por los dos a la vez
y, además, por algún otro factor primo 3, 7, 11, 13, 23, etc.
Compruébelo en los siguientes ejemplos :
Las dos fracciones 0'833... y 0'2666... son periódicas mixtas, ya que el '
período empieza después de la cifra que ocupa el lugar de las décimas.
TRANSFORMACIÓN DE UNA FRACCIÓN DECIMAL
A QUEBRADO COMÚN EQUIVALENTE
A veces, en la práctica es necesario convertir una fracción decimal a
quebrado común equivalente, es decir, a un quebrado que al ser dividido
—267
su numerador por su denominador dé por resultado dicha fracción decimal.
Vea a continuación cómo se procede según la fracción sea exacta, periódica
pura o periódica mixta.
TRANSFORMACIÓN DE UNA FRACCIÓN DECIMAL EXACTA
El quebrado equivalente a una fracción decimal exacta tiene por numerador la misma fracción sin la coma y por denominador la unidad seguida
de tantos ceros como cifras decimales tiene la fracción; así, por ejemplo, el
25
quebrado equivalente de la fracción exacta 0'25 es
. Dividido el nu100
merador de este quebrado por su denominador se comprueba que el resultado de la división es exactamente la misma fracción decimal:
25 : 100 = 0'25
Queda entendido, pues, que para convertir una fracción decimal exacta a quebrado equivalente basta con poner dicha fracción sin la coma por
numerador y la cifra 1 seguida de tantos ceros como cifras decimales tenga
la fracción.
Ejemplos:
TRANSFORMACIÓN DE UNA FRACCIÓN DECIMAL
PERIÓDICA PURA
Cuando se trata de reducir a quebrado una fracción decimal periódica
pura se pone por numerador el período o grupo que se repite y por denominadortantasveces el número 9 como cifras tiene el período. Así, por
ejemplo, el período que se repite de la fracción 0'777... es de una sola
7
cifra; por lo tanto, el quebrado es
. Compruebe usted que dividido
268—
el numerador de este quebrado por su denominador él resultado es, en
efecto, dicha fracción decimal periódica pura :
Otro ejemplo: en la fracción 0´252252... el periodo está formado por
252
tres cifras, el quebrado es, por lo tanto,
. Para comprobarlo, basta
999
con dividir el numerador por el denominador:
Fíjese en estos últimos ejemplos :
TRANSFORMACIÓN DE UNA FRACCIÓN DECIMAL
PERIÓDICA MIXTA
Fíjese en este ejemplo : Se trata de convertir a quebrados la fracción
decimal periódica mixta 0'45666...
La parte no periódica de esta fracción es 45 y el primer período es 6.
El numerador es la parte no periódica seguida del primer período menos la
parte no periódica; en este caso es, pues, 456 — 45 = 411 El numerador
es, por lo tanto, 411.
Falta ahora el denominador; éste es un número formado por tantos
nueves como cifras tiene el período, seguido de tantos ceros como cifras
tiene la parte no periódica. El período de este ejemplo es de una sola cifra
—269—
y la parte no periódica tiene dos cifras. Así pues, el denominador será
900. De esta forma la fracción periódica mixta 0'45666... queda conver411
tida en el quebrado
; si se divide el numerador de este quebrado
900
por su denominador se obtiene la misma fracción decimal periódica mixta :
Compruebe que en el siguiente ejemplo se ha procedido tal como acaba
de explicarse:
La parte no periódica es 345 y el primer período 27; del número formado por estas cifras se ha restado la parte no periódica; el resto 34182
es el numerador. El denominador ha quedado formado por dos nueves y
tres ceros, puesto que el primer período tiene dos cifras y la parte no periódica tres cifras.
Compruebe, por último, este otro ejemplo :
Queda entendido, pues, que para reducir a quebrado una fracción decimal periódica mixta se pone por numerador la parte no periódica seguida
del primer periodo, menos la parte no periódica, y por denominador un número formado de tantos nueves como cifras tiene el período, seguido de
tantos ceros como cifras tiene la parte no periódica.
Con esto termina el estudio de los números quebrados comunes y de
las fracciones decimales. Interesa que Vd. los haya estudiado bien. Piense
que en su trabajo necesitará muchas veces operar con ellos; no deje de
hacer un repaso para asegurarse mejor siempre que se le presente una
duda.
-270-
interpretacion de planos
LECCIÓN
NECESIDAD DE INDICAR LAS MEDIDAS Y OTROS
DATOS EN LOS PLANOS
En las lecciones anteriores de esta asignatura ha visto usted cómo se
puede representar en un plano la forma de una pieza con todos sus detalles.
No obstante, aunque en el plano se halla representada la pieza con todos sus
detalles en la forma indicada y a la misma medida que tiene que tener una
vez construida, esto sería suficiente para que el mecánico pudiese fabricarla con la única guía del plano, ya que se vería obligado a tomar las medidas de dibujo y la precisión de éste no, es suficiente en muchos casos, siendo
por otra parte fácil cometer errores al tomar las medidas de esta manera.
Es necesario, pues, que el plano esté completamente con una serie de indicaciones complementarias que representan las instrucciones concretas para
que el mecánico pueda fabricar la pieza tal como la ha previsto el delineante o proyectista. Entre estas indicaciones son de fundamental importancia las
dimensiones precisas que debe tener la pieza, sus ejes o planos de simetría,
la posición de los centros de los taladros, la presentación de acabado que
deben tener las superficies, las tolerancias que pueden admitirse en sus di-271 -
mensiones, el material con que debe estar hecha la pieza y todos cuantos detalles puedan ser necesarios para que el operario que construye la pieza tenga una idea precisa de cómo ha de ser.
En la presente lección nos vamos a limitar a cómo se indican en los planos los ejes de simetría y las medidas o dimensiones de las piezas, dejando
para más adelante el estudio de la forma en que se indican ios restantes
datos de la pieza.
EJES DE SIMETRIA
Para indicar en los planos un
eje o un plano de simetría de una
pieza se utiliza una línea de trazo y
punto más delgada que las líneas que
representan los límites de aristas de
las piezas, por ejemplo el eje de simetría del taladro de la figura 65
se representa en el plano como se
muestra en la figura 66 y el plano
Figuras 65 y 66
de simetría de la pieza de la figura 67 se representa como se muestra en la figura 68.
La representación de los ejes y planos de simetría, como se indica
con líneas de punto y trazo, nos permite la representación de una pieza
que sea simétrica, mostrando en una sola vista la pieza cortada y la
pieza sin cortar, como ya se vio en la figura 44 de la lección tercera de
esta misma asignatura.
Figuras 67 y 68
—272—
INDICACIÓN DE LOS CENTROS DE TALADROS
Y ARCOS DE CÍRCULOS
Para indicar en forma precisa la posición de los centros de taladros
y de arcos de círculos o superficies cilindricas, se utilizan también las
líneas finas de trazo y punto.
Figura 69
Figura 70
Cuando se trata de utilizar con exactitud la posición de un centro de
un círculo o taladro, se señalan en el plano con dos rectas de trazo y
punto delgadas que se cortan a noventa grados, como se muestra en la
fig. 69. También en el caso de tener que representar el centro de un
arco del círculo, puede procederse de la misma manera como se muestra
en la figura 70.
Igualmente cuando se trata de fijar la posición de una serie de centros de una serie de taladros que se hallan a igual distancia de un punto, esto se hace por medio de una circunferencia de línea fina de trazo
y punto con centro en el punto dado y que pasa por los centros de los
taladros señalando la posición de éstos sobre la misma por medio de
líneas de trazo y punto que la cortan en sentido de radios, como se muestra en la fig. 7 1 .
Figura 71
Figura 72
—273—
Figura 73
En algunos casos de centros de curvas que no se hallan situados en
ningún efe de simetría, se señalan también con un par de trazos cruzados de línea delgada como se muestra en la figura 72 y en algunos casos
con dos líneas finas de trazo y punto como se muestra en la figura 73,
que llegan hasta los extremos de la curva.
LINEAS DE COTA Y LINEAS AUXILIARES DE REFERENCIA
La longitud de una parte de una
pieza a la distancia de dos puntos
de guía se señalan en los planos como se muestra en la figura 74, por
Figura 74
medio de dos líneas finas de trazo
seguido perpendiculares a la línea cuya distancia o longitud se trata de
indicar //amadas líneas de referencia y una línea fina trazada paralelalente a aquella cuya longitud se trata de indicar y cuyos extremos acaan en líneas de refencía en forma de flecha, sobre esta línea que se
ama línea de cota se indica con un número la longitud de 'a misma.
En los planos con destino a la construcción mecánica, las medidas
indican generalmente en milímetros y cuando esto se hace asi sobre
; costas o línea de cota, solamente se pone el número de milímetros sin
indicar que se trata de estas unidades.
Es también bastante corriente terminar los extremos de las líneas de
con dos pequeños trazos a 45° en lugar de flechas, como se muesen la figura 75.
Otra práctica bastante extendida también es disponer el número que
ca la longitud cortando la línea de cota como se muestra en la figu6.
En la figura 77 se muestra una pieza sencilla con sus medidas índicay en la figura 78 el plano acotado, es decir, con las medidos indi¡ de esta pieza.
Figuras 77 y 78
CASOS ESPECIALES DE ACOTADO
La forma de indicar las medidas que acaba de ver en el párrafo anerior, se emplea siempre que se puede en los planos, pero, en algucasos, debido a la falta de espacio en el plano o para una mayor
andad del mismo, se disponen las cotas o medidas de una forma
go distinta. Los casos más corrientes de estas formas especiales de acó-.
fio son los que va usted a ver seguidamente.
itancias muy pequeñas entre las líneas de referencia.
En el caso en que la distancia entre las líneas de referencia es muy
üeña y no caben las flechas y el número de cota, se emplean disps sistemas para indicar la medida. Uno de ellos es el que se muestra
[a fig. 79 poniendo las dos puntas de flecha por la parte exterior
líneas de referencia y entre estas líneas el número que indica su
ia. Cuando la separación entre las líneas de refencia es tan peJa que ni siquiera puede ponerse con claridad el número, éste se
fuera como se muestra en (a figura 80. También una de las
Figura 80
-275-
Figura
81
tas de flechas puede prolongarse con línea fina y disponer el número sobre la prolongación de esta flecha como se muestra en la figura 81.
Acotado de superficies cilindricas vistas dé perfil.
En una vista de un plano en que una parte cilindrica o un taladro
se vea de perfil, puede indicar que se trata de un cilindro o de un agujero circular por medio de la cota correspondiente a su diámetro, poniendo delante del número que indica su medida el signo diámetro como
se muestra en la figura 82. Por ejemplo, la pieza de la figura 83 podría ser representada en un plano como se muestra en la figura 84, por
medio de dos vistas, pero también puede representarse como se indica
en la figura 85, con una sola vista e indicando que se trata de un cilindro poniendo delante de la medida del diámetro de 15 mm. el signo diámetro.
Figura 83
Figura 82
Acotado de radio.
Para indicar la medida del radio de una curva, la línea de cota se
dispone según el radio de la curva con el extremo situado en el centro
Figura 85
Figura 84
-276-
sin flecha y con una punta de flecha en el extremo correspondiente a 1a
curva, vea la figura 86, delante del número que indica la medida se
pone la letra R mayúscula; es también corriente poner una r minúscula
pequeña a continuación de la medición de la parte superior, como se
muestra en la figura 87.
Acotado de diámetros y radios pequeños.
Cuando los diámetros de los taladros o los radios de distintas partes de la pieza representada son muy pequeños en el dibujo, el acotado
se hace sacando la línea de cota fuera como se muestra en las figuras
88 y 89.
Figura 87
Figura 86
Desplazamiento de las líneas de referencia.
En algunos casos, para dar mayor claridad al dibujo, las líneas de
referencia se trazan inclinadas en lugar de perpendiculares a la línea
cuya distancia se trata de indicar, como se muestran en la figura 90, en
cualquier caso las dos líneas de referencia se trazan siempre paralela
luna a la otra.
Figura 88
Figura 89
-277—
Figura 90
94
—278-
En la lámina 7 se muestran los planos debidamente acotados de varías piezas, cuya forma y medidas se presentan al lado de los planos.
Estudíese esta lámina con atención y compruebe en ella la aplicación de
los distintos sistemas, de indicar las medidas que le han sido enseñados
en la presente lección.
-279-
—280—
Deposito legal B. 3134-1959
GERSA-Llorens y Barba, 38 - Barcelona-13
Printed in Spain
Tomo 6
CONOCIMIENTOS
GENERALES DE
MECÁNICA
LECCIÓN
6
PROPIEDADES DE LOS MATERIALES
Al escoger un material para construir una pieza, deben tenerse en
cuenta una serie de características o propiedades que lo hagan útil para
la función qué ha de cumplir dicha pieza. Estas propiedades, claro está,
son diferentes para cada tipo de material y es el proyectista el que los
escoge atendiendo a los cálculos que previamente haya hecho. Las explicaciones que siguen son para que usted tenga una idea de las diferentes propiedades de los materiales.
RESISTENCIA A LA TRACCIÓN
Es la propiedad que tiene los
materiales para resistir ios esfuerzos
que tienden a romperlo o deformarlo cuando éstos actúan sobre el material de una forma determinada.
Una pieza está sometida a un esfuerzo de tracción cuando las fuerzas que tienden a romperlas actúan
en la misma dirección, pero en sentido opuesto.
Fíjese que en la figura 27 la
pieza A está sometida tracción, ya
que tiene que aguantar una polea
que sostiene un peso y por la parte
opuesta está fijada en el techo. Es
evidente que si se aumentara el
peso continuamente, la pieza se
rompería.
—281-
Figura 27
Figura 28
Para saber la resistencia a la tracción que tienen diversas piezas
existen máquinas especiales de ensayo en las cuales se coloca un trozo
del material a probar de unas dimensiones llamado probeta. Esta probeta se somete a una tracción que es ejercida por la máquina y que va
creciendo continuamente hasta que rompe la probeta. De esta forma
se determina la resistencia a la tracción de los diversos materiales, la
cual se da en kilos por milímetro cuadrado que es la carga necesaria
para romper la probeta dividido por la sección de la pieza. Así, si se
tiene, por ejemplo, una probeta (fig. 28) cuya sección tiene10mm 2 y
ha sido necesario aplicar 600 Kg para probar la resistencia, el resultado
600
de dividir —
= 60 Kg / m m 2 es la resistencia a la tracción;en es
10
te caso 60 kilos por milímetro cuadrado.
ELASTICIDAD
Cuando un cuerpo se somete a un esfuerzo, el cuerpo cambia de
dimensiones y forma. Usted mismo habrá tenido antes sus ojos muchos
ejemplos de este hecho general; una pelota de goma que se aplasta
por una presión, una vara que se dobla al someterla a una flexión, la
ballesta de un automóvil que se aplana al cargarlo, una banda de goma
que se alarga al estirarla para rodear un paquete, etc. Aunque no en
forma tan visible, esto sucede con todos los cuerpos sólidos cuando se
les aplican fuerzas exteriores que producen esfuerzos en ellos; aunque
no lo apreciemos a simple vista, las columnas de un edificio se han
acortado al recibir ellas la carga que soportan y las vigas se han doblado
al poner sobre ellas el peso de los suelos y objetos cargados sobre ellos.
Si los esfuerzos a que se someten los cuerpos no son muy grandes,
las deformaciones (cambios de forma y dimensiones) producidas en ellos,
desaparecen al quitar el esfuerzo; en los ejemplos anteriormente citados
la pelota vuelve a su forma esférica, la vara se endereza, la ballesta
vuelve a curvarse y la tira de goma se acorta, cuando las fuerzas que los
deformaban desaparecen.
A esta propiedad de los cuerpos de deformarse por la acción de los
esfuerzos y volver a recuperar su forma al cesar el esfuerzo se le llama
elasticidad, y un cuerpo que posee esta propiedad se dice que es elástico,
y a las deformaciones producidas por un esfuerzo que desaparecen al
cesar el esfuerzo se les llama deformaciones elásticas.
LIMITE ELÁSTICO
Ha visto usted cómo los esfuerzos producian las deformaciones
elásticas de los cuerpos y cómo éstos recuperaban su forma primitiva
al cesar el esfuerzo que los deformaba.
Sin embargo, no en todos los casos un cuerpo deformado por un
esfuerzo, vuelve a su primitiva forma al cesar el esfuerzo. Usted puede
doblar un alambre y al soltarlo, el alambre queda doblado, puede aplastar la cabeza de un remache con un golpe de martillo y cuando ya el
martillo deja de aplicar la fuerza del golpe, el remache queda aplastado.
Esto es debido a que la elasticidad de los cuerpos es efectiva sólo
mientras la magnitud del esfuerzo que produce la deformación no exceda de un cierto valor. Si el esfuerzo es superior a este valor la deformación producida en el cuerpo o una parte de ella no desaparece, cuando deja de actuar el esfuerzo. A esta clase de deformaciones se les llama
deformaciones permanentes y también deformaciones plásticas.
Recibe el nombre de límite elástico de un material el valor del esfuerzo
que puede aplicarse a los cuerpos constituidos por este material sin que
experimente deformaciones permanentes. El límite elástico es una característica propia de cada material y en algunos varía según el estado de
tratamiento térmico y mecánico a que se hayan sometido; así, por ejemplo,
el límite elástico de un determinado acero es menor si está recocido que
si está templado.
—283—
RESILIENCIA
Es la resistencia que ofrecen los cuerpos a! romperse por choque;
esta propiedad es la contraria de fragilidad, es decir, cuando un cuerpo
por ejemplo el cristal, se rompe a causa de un pequeño golpe, se dice
Figura 29
que es muy frágil; cuando golpeándolo cuesta mucho de romperse se
dice que es un material muy resiliente. Para determinar el grado de resiliencia se emplea el péndulo de Charpy, que consiste (fíjese en la
fig. 29) en un péndulo con un peso en su extremo que choca contra
la probeta a ensayar que está colocada en el punto más bajo del recorrido del péndulo. Para hacer la prueba se deja caer el péndulo desde la
posición (A); al caer choca con la probeta (P) el peso de la masa (M)
y al romperla sigue su carrera marcando el final sobre la escala (L).
La diferencia entre el recorrido del péndulo cuando cae sin encontrar resistencia y el recorrido cuando la encuentra es por la que se deduce la
energía residual después de la rotura, determinándose así el grado de
resiliencia del material.
-284—
COLABILIDAD
Es la propiedad que tienen los cuerpos una vez fundidos de llenar
con mas o menos facilidad un molde. Se efectúa la prueba de colabilidad
fundiendo el material a ensayar y después se echa en un molde esp,ral
tal como se representa en la figura 30
dentro
de
El material se echa por el centro de la espiral y se corre dentro de
la espiral parándose en un punto. Según la longitud de espiral que alcanza se dice que el material es más o menos colable.
Figura 30
—285—
FORJABILIDAD
Es la propiedad que tienen los materiales de ser forjados, es decir, de
darles forma mediante un golpeado después de calentar el material hasta
cierta temperatura.
MALEABILIDAD
Es la propiedad que tienen los materiales de dejarse extender en
láminas más o menos delgadas.
DUCTIBILIDAD
Es la propiedad que tienen los cuerpos de dejarse estirar en hilos
o alambres.
—286—
PRACTICA DEL
TORNEADO
LECCIÓN
6
FIJACIÓN DE PIEZAS DE GRAN LONGITUD
Recuerde usted que en la lección 2 al tratar de la contrapunta se
indicó que una de sus principales funciones es la de servir de apoyo
para el mecanizado de piezas muy largas que no pueden mecanizarse
al aire, debido a su longitud.
Vea en la figura 153 dos piezas de igual diámetro, pero de distinta
longitud, sujetas las dos en platos universales, o sea, al aire. Observe
que el esfuerzo de corte de la herramienta hace flexar la pieza más
larga, es decir, la dobla.
Figura 153. — Dos piezas de igual diámetro, pero distinta longitud sujetas en plato universal. La más larga flexa
—287—
• Para una mejor comprensión, suponga que usted tiene sujeta una
barra delgada de hierro por un extremo y que por el otro, la empuja;
este empuje torcerá la barra, desviándola de su posición inicial. La desviación será tanto más acusada cuanto mayor sea la fuerza que usted
haga para empujar la barra. Al mismo tiempo, puede comprobar que a
igualdad de fuerza, la barra se dobla más, cuanto más lejos del punto
de sujeción se aplique dicha fuerza.
Figura 154. — Fijación al aire excesivamente larga
Vea ahora en la figura 154 la fijación de una pieza al aire (en
plato universal) en la que se pretende efectuar una operación de refrentado. Debido a que la superficie a refrentar está excesivamente lejos de
la fijación, la pieza flexa al contacto con la herramienta. Para evitar
esta anomalía, lo que debe hacerse es procurar que la distancia L sea
lo más corta posible.
La distancia L depende siempre, en realidad, del diámetro, pudiéndose establecer de acuerdo con esta relación una norma a seguir
para saber cuando la longitud de la pieza será excesiva para trabajarla
al aire. Esta norma es la indicada por la fórmula:
Lmm = 4 X D
es decir, la distancia en milímetros es igual al resultado de multiplicar
el número 4 por lo que mide en milímetros el diámetro de la pieza.
Observando la figura 155 se acabará de comprender el significado
de esta fórmula.
—288-
Figura 155. — Determinación de la longitud L
FIJACIÓN DE HERRAMIENTAS
La relación de la distancia o longitud del diámetro puede aplicarse en todos los casos de fijaciones, como, por ejemplo, en la fijación de herramientas. Es por esta razón que, aunque sea salimos ligeramente del tema de la presente lección, damos aquí las normas para
las fijaciones de las herramientas de cilindrar y mandrinar, teniendo en
cuenta su máximo aprovechamiento y que no se estropeen por flexión.
La norma para las herramientas de cilindrar llamado h a la altura
es la establecida en la fórmula:
Lmm
=
2
X hmm
o sea, que la distancia L en milímetros es igual al número 2 multiplicado por lo que mide en milímetros la altura (h) de la herramienta en
milímetros.
Figura 156. — Determinación de los voladizos para las herramientas de corte
—289—
Para las herramientas de mandrinar es la indicada en la fórmula:
Lmm — 6 X
hmm
que significa que la distancia L en milímetros de la herramienta de mandrinar es igual al resultado de multiplicar el número 6 por lo que mide
en milímetros la altura (h) de la herramienta.
Vea representadas gráficamente en la figura 156 las longitudes máximas de las herramientas para sacar de ellas el máximo rendimiento.
Dada su importancia no estará de más reunir los datos que acaba
de estudiar en la siguiente tabla:
ACLARACIONES SOBRE LAS FORMULAS PARA DETERMINAR
LOS APOYOS
Interesa señalar que estos datos no son completamente exactos,
sino sólo aproximados y resultados de muchas experiencias realizadas
por especialistas en fábricas y talleres. Se comprende, pues, que pueden
presentarse casos, en que por la naturaleza del material u otra circunstancia tengan que variarse. No obstante, pueden admitirse como normales por encajar en la mayoría de los trabajos.
Por último, cabe indicar que también pueden presentarse casos
en los que no haya posibilidad de aplicarse estas fórmulas por la especial forma de la pieza o por otra causa cualquiera. En tales casos, no
queda más remedio que hacerlo en la forma que se pueda, si bien tomando las debidas precauciones. Una buena norma a tal respecto es
trabajar con velocidades elevadas (si es que lo permiten las herramientas
—290—
Figura 157.— Los desplazamientos de a hacia a producidos por la flexión
de la pieza no afectan apenas ni a la altura de la herramienta ni el diámetro
torneado.— Herramienta afilada sin ángulo de desprendimiento.— & Ángulo
de punta = 86°.
y la pieza), y profundidad de pasada y avance muy pequeños. Además, las
aristas de corte deben ser perpendiculares a la superficie mecanizada, tal
como se muestra en la figura 157.
LUNETAS
Después de lo dicho queda entendido que las piezas largas pueden
deformarse mientras se tornean si no se apoyan con la contrapunta.
Hay ocasiones, sin embargo, en las que no hay posibilidad de poder
apoyar la pieza con la contrapunta y entonces hay que recurrir a otros
accesorios. Uno de estos accesorios son las lunetas (1 y 2 de la fig. 158).
Los defectos que pueden sufrir las piezas de excesiva longitud si
se montan al aire pueden ser debidas a las siguientes causas:
a)
A) mismo peso de la pieza que la hace flexar y, a veces, vibrar
durante el corte.
b)
A la reacción de corte que hace flexar la pieza en rotación y
que pueda influir de manera decisiva en que la pieza no siga
completamente cilindrica.
Las lunetas son unos accesorios de soporte de las piezas que evitan
—291—
—292—
o disminuyen las deformaciones por flexión y permiten un corte normal
de viruta sin vibración.
Las hay de dos clases: fijas y móviles (1 y 2, respectivamente, de
la fig. 158).
Se llaman lunetas fijas a las que una vez puestas en la posición
adecuada ya no se mueven mientras se ejecuta el trabajo. Las móviles
son las que se fijan sobre el carro y acompañan, por tanto, a éste en
todos sus desplazamientos.-
Figura 159. — Refrentando una pieza apoyada en luneta fija
Todos los tornos llevan una de cada tipo. Vea en la figura 158 cómo
se fijan: la luneta fija a la bancada mediante una zapata como la de
la contrapunta y la móvil mediante unos tomillos en la parte delantera
del carro y sobre unos apoyos especiales dispuestos para este fin.
LUNETA FIJA
En la figura 159 se muestra un caso de aplicación de la luneta
fija; observe que la pieza fijada en un plato universal por un extremo
y a la que se va a efectuar una operación de refrentado en el otro, está
apoyada por el extremo en el que se va a trabajar en una luneta fija,
ya que la pieza es excesivamente larga para poder trabajar al aire, es
decir, sin apoyo.
Las dimensiones de la luneta están siempre de acuerdo con la ca—293—
Figura 160. — Tipo de luneta fija para tornos ligeros de poca potencia Modelo
CUMBRE 022 (Barcelona).
Figura 161. — Tipo de luneta fija para tornos de mediana potencia
Modelo WERMELINGER (Alemania)
pacidad del torno y por consiguiente, el diámetro que admiten de las
piezas a soportar es limitado, aunque puede graduarse, desde este máximo hasta un mínimo, mediante unos tornillos de regulación.
En las figuras 160 y 161 se presentan dos tipos de lunetas distintos. El de la figura 160 tiene todo el cuerpo de una pieza y las mandíbulas que sirven de soporte pueden abrirse o cerrarse y luego fijarse.
La pieza roza directamente al girar apoyada en ellas.
La luneta de la figura 161 es de un torno de mayor capacidad y potencia que el de la luneta anterior. El cuerpo es de dos piezas, siendo la pieza
ríe la parte superior la que se levanta para dar entrada a la pieza a trabajar,
después se cierra y se fija con un
tornillo.
En la figura 162 se muestra
una luneta de este tipo con el soporte levantado.
Observe que en los extremos
de las mandíbulas-soporte van montados unos rodillos sobre los que
apoya directamente la pieza. Este
tipo de mandíbula-soporte con rodillos es de mucha utilidad y muy
ventajoso para trabajar con piezas
de peso y a velocidades altas.
A continuación estudiará usted, con detalle, el tipo de luneta
fija con apertura del soporte, mandíbulas regulables y tornillos de f i jación que acaba de ver en las f i guras 161 y 162.
Todas las lunetas son más o
menos iguales, por lo que una vez Figura 162. — Tipo de luneta fija moscomprendido el funcionamiento de trando la forma en que se efectúa la
apertura Modelo CUMBRE 023
un determinado tipo, fácilmente podrá hacerse cargo del funcionamiento de todos los demás.
Fíjese en la figura 163 en la que se representa detalladamente la
luneta vista en la figura 162. Para su estudio la consideramos dividida
en dos partes.
1. a
Soporte y fijación a la bancada.
2. a
Mandíbulas y dispositivos de regulación.
—295—
SOPORTE Y FIJACIÓN A LA BANCADA
Siendo el principal objeto de la luneta fija el de servir de apoyo
a una pieza fijada en el torno y que gira sobre su eje, se tiene como
primera condición de la luneta/ que dicho eje debe coincidir con el
eje de la luneta (eje A A de la figura 163) para que la forma obtenida
sea cilindrica. Una desviación en el centro de la luneta respecto al eje
principal, ocasionaría los mismos defectos que ocasiona el cabezal móvil
mal alineado y que usted ya ha estudiado.
La fijación correcta de la luneta viene dada por un prisma pequeño
que llevan las bancadas de todos los tornos y en el que se encasta la
base de apoyo de la luneta. Este mismo prisma es el que sirve de guía
(fig. 162) para los deslizamientos de la contrapunta sobre la bancada.
El cuerpo principal (3) es lo que se apoya directamente sobre la
bancada de la que se fija mediante la zapata (4) y el tornillo (5), en la
forma indicada en la figura.
El soporte o parte superior (6) es la parte que se abre, según ha
visto en la figura 162, para poder montar la pieza. Esta apertura y cierre
se efectúa mediante un tornillo bisagra (7) y una vez cerrado se fija con
el tornillo (8), de forma que quede como si fuese una sola pieza.
La diferencia entre este tipo de luneta y el de la figura 160 es debida
solamente a que, por pertenecer a un tipo de torno de mayor potencia,
deberá mecanizar piezas de mayor peso y dando también mayores pasadas,
por lo que precisa una rigidez absoluta en el cuerpo de la luneta, lo que
no tendría en un tipo abierto como el de la figura 160 siendo ésta, no
obstante, más que suficiente para tornos de tipo ligero.
En el cuerpo y en el soporte superior van alojadas, según se indica
en la figura, las tres mandíbulas (9) que son las que en realidad sirven
de apoyo a la pieza.
MANDÍBULAS Y DISPOSITIVOS DE REGULACIÓN
Las mandíbulas (9) son las que soportan directamente a la pieza
y las que rozan con ella en su movimiento de rotación. Para facilitar
este roce llevan encajadas en su extremo unos dados de bronce (1 1) o
en otros t:pos, según ha visto antes, unos rodillos que giran con la presión de la pieza.
—296—
—297—
Estos rodillos (fig. 164) tienen
sobre los dados de bronce, las siguientes ventajas: no tienen desgaste, no han de engrasarse de forma tan continuada y pueden trabajar a mayor número de revoluciones por minuto. Por el contrario, Rodillos de
tienen el inconveniente de que en apoyo
un momento dado, puede conseguirse mayor precisión con los dados de bronce, ya que los rodillos o
cojinetes llegan a tener demasiados
juegos entre las bolas y estos juegos
producen vibraciones que son causa
de desigualdades de acabado y de- Figura 164. — La pieza al girar por rofectos de concentricidad cuando se zamiento, hace girar a los rodillos. —
trata de dos diámetros.
Las flechas A y C indican respectivael desplazamiento de aperturas de
Ya se ha dicho que una misma mente
las mandíbulas para diámetros grandes
luneta puede apoyar piezas de dife- y el de cierre para los diámetros menores
rentes tamaños y, por tanto, de diferentes diámetros. Para ello es necesario que las mandíbulas se separen más o menos del centro según el
diámetro de la pieza a soportar.
Este desplazamiento se efectúa con los llamados tornillos de regulación (10 en la fig. 163). Al girar éstos hacen desplazarse la mandíbula en su alojamiento en la misma forma (como puede apreciar perfectamente en la sección de la fig. 163) en que usted vio que se efectuaba el desplazamiento del vástago de la contrapunta.
Al desplazarse las mandíbulas, los tres ejes de las tres mandíbulas deben cruzarse precisamente en el mismo punto en que coinciden con el eje principal, tal como se ve en la figura 163.
Al igual que en la contrapunta, la mandíbula lleva una ranura en
toda su longitud en la que se aloja el extremo de un tornillo (12) con
el que se evita que la mandíbula gire y al mismo tiempo sirve para f i jarla una vez está en posición.
CUIDADOS PARA UNA CORRECTA UTILIZACIÓN DE LA LUNETA
Para obtener un buen resultado con el empleo de una luneta debe
procurarse:
1.°
Tener perfectamente alineada la luneta con el eje principal.
—298—
El no estar bien alineados repercute en la concentricidad de los diámetros trabajados.
2.° Tener correctamente alineados y centrados los ejes de las
mandíbulas. Puede comprobarse haciéndolas coincidir con el centro;
si no están bien alineados no coincidirán los tres a la vez en el mismo
punto.
3.° Apretar las mandíbulas de forma que las tres hagan la misma
presión sobre la pieza para que no domine ninguna a las demás. De ser
así, significaría una mala alineación de los ejes.
4.° De haber desgaste, comprobar si es igual en las tres mandíbulas e irlo corrigiendo.
5.° Un engrase en las superficies de contacto entre mandíbulas
y pieza proporciona un roce más suave y facilita un mejor acabado.
LUNETA MÓVIL
La finalidad de la luneta móvil
es la misma que la de la luneta fija,
es decir, servir de apoyo a la pieza
a mecanizar, pero con la particularidad de que ésta se fija de forma
que acompaña a la herramienta en
su desplazamiento; es por esta particularidad que se llama móvil.
Se usa sobre todo para trabajar
piezas muy delgadas o muy deformables, o sea, las que no soportan
el esfuerzo de corte de la herramienta sin desformarse.
Observe en el esquema de la Figura 165. — Esquema de apoyo de las
figura 165, la forma en que tienen mandíbulas de la luneta móvil. — 1,
lugar los esfuerzos de deformación Pieza a mecanizar. — 2, Mandíbulas. —
Herramienta. — Rc, Reacción de
y de qué modo son contrarrestados 3,
corte de la pieza que la deformaría sin
por las mandíbulas.
el apoyo de las mandíbulas
Siendo la finalidad de la luneta
móvil la de contrarrestar los esfuerzos de corte de la herramienta, se comprende que las mandíbulas de
apoyo deben estar colocadas de forma que estén en las mejores con—299—
diciones para poderlo efectuar. Para ello se colocan, a ser posible, enfrente mismo de la herramienta o un poco atrasadas, pero lo más cerca
posible.
Figura 166. — Desplazamiento de la luneta móvil juntamente con la herramienta
En la figura 166 se muestra cómo se desplazan juntamente las
mandíbulas y la herramienta, pues ambas van montadas sobre el carro.
Figura 167. — Luneta móvil Modelo CUMBRE
—300—
Compruebe en la figura 158 que la luneta móvil va fijada sobre
el carro delante mismo del carrito superior, pudiéndose adelantar éste
hasta que la punta de la herramienta queda algo más adelantada que
las puntas de las mandíbulas. De esta forma la herramienta al ir delante
va cilindrando la superficie de apoyo para las mandíbulas.
Vea en la figura 167 un tipo de luneta móvil, en la que también
se aprecia la fijación sobre el carro.
Figura 168. — Luneta móvil desplazable modelo ECHEA, San Sebastián
Otra disposición muy interesante de luneta móvil es la de la f i gura 168. Esta va montada sobre la parte posterior del carro transversal y lleva sobre la brida de fijación un carrito que permite un desplazamiento longitudinal del cuerpo de la luneta, hasta que se coloca,
precisamente, enfrente de la punta de la herramienta.
Por último, en la figura 169, se ve otra luneta de este tipo, capaz
de admitir en el torno de 40 CV (Caballos de vapor) en que va montada hasta diámetros de 500 milímetros.
Fíjese en la figura 170 que los elementos de que consta la luneta
móvil son casi iguales a los de la fija.
OBSERVACIÓN IMPORTANTE SOBRE EL EMPLEO DE LUNETAS
Tanto en una clase como en otra de lunetas y en general en cualquier modelo de luneta, el apoyo mandíbula-pieza debe efectuarse
—301—
Figura 169. — Luneta fija y luneta móvil desplazable en un torno de gran potencia
siempre sobre superficies torneadas con anterioridad. Nunca debe apoyarse una luneta sobre superficies irregulares, pues lo único que se
conseguiría sería doblar o romper la pieza y la herramienta.
—302—
Figura 170. — Modelo de luneta móvil. — 1, Cara de apoyo sobre el carro. — 2, Eje
del torno. — 3, Cuerpo principal. — 4, Tornillo de fijación. — 5, Mandíbulas. — 6,
Dados de bronce. — 7, Tornillos de regulación. — 8, Tornillos de fijación
Partiendo, pues, de este principio no representa problema el mecanizado de una pieza apoyada en luneta, pues si primeramente se ha
cilindrado una zona de apoyo, se regulan las mandíbulas hasta que se
haya notado un roce suave sin juego y se podrá continuar el trabajo.
Cuando haya de trabajarse una serie de piezas con este sistema,
hay que asegurarse antes de que en todas las piezas se ha dejado la
misma medida en el diámetro de apoyo y, además, ha de comprobarse
al apoyar cada pieza el ajuste de las mandíbulas. Toda pieza que se
mecanice sin hacerse esta comprobación no quedará nunca bien cilindrada.
—303—
ZONAS DE APOYO PARA LUNETA FIJA
Para efectuar un apoyo para una luneta fija se monta generalmente la pieza entre punto y en el lugar elegido para que apoye la
luneta, se dan unas pasadas con poca profundidad de pasada y a una
anchura aproximadamente el doble dé la medida de las mandíbulas. El
Figura 171. — Superficie de apoyo para luneta fija
diámetro a tornear para el apoyo no tiene ninguna relación con la luneta y depende de la cantidad de material que tenga la pieza, exce-
Figura 172. —• Mandrinado de una pieza apoyada en luneta
dente, forma, etc. (figura 171). También se trabaja con luneta fija
cuando ha de taladrarse, mandrinarse, o en general trabajarse el interior de piezas muy largas (fig. 172).
—304—
Siempre el torneado de la zona de apoyo debe hacerse de forma
que la superficie queda fina para que el roce sea lo más suave posible.
Para piezas muy largas o muy flexibles puede interesar a veces
hacer varias superficies de apoyo para las lunetas. El orden en que se
Figura 173. — Superficies de apoyo sucesivas
efectuarán estos apoyos viene impuesto por la necesidad de evitar
la flexión como lo que interesa es reducir la distancia entre apoyos, el
orden a seguir será el indicado en la figura 173, para poder ir apoyando
lunetas en los sucesivos apoyos que se vayan mecanizando.
MONTAJE DE UN MANGUITO DE CENTRADO
PARA LUNETA FIJA
Se ha advertido antes que no pueden apoyarse nunca las lunetas
sobre una superficie irregular, pero puede darse el caso de que no
haya más remedio que soportar una barra irregular o bien cuadrada o
exagonal.
En este caso se procede de la siguiente manera: se coloca alre-
Figura 174. — Manguito de centrado. — 1, Mandíbulas. — 2, Manguito. — 3, Tornillos
de fijación. — 4, Pieza. — 5, Herramienta
—305-
dedor de la barra, un manguito o anillo, fijado fuertemente con tornillos y se toma la zona de apoyo en la superficie exterior de este
manguito (fig. 174).
COMPROBACIÓN DE CENTRADO
Y REGLAJE
No siempre ha de tornearse al
trabajar la pieza la zona de apoyo de
la luneta, puesto que la mayoría de
las veces, se utiliza como tal zona
una superficie cualquiera ya torneada de la pieza que se ha de mecanizar. Cuando ocurre así es necesario comprobar que al fijar dicha
pieza en el torno, va completamente
redonda, es decir, que se ha colocado de forma tal, que su eje de giro
coincide exactamente con el eje
principal del torno. Para este centrado debe siempre comprobarse y
graduarse la posición de las mandíbulas de forma que apoyen la
pieza precisamente en el lugar indicado.
Este perfecto centrado influye
de tal modo en la concentricidad de
la pieza, que se recurre para lograr
una mayor exactitud a los comparadores o relojes centesimales (fig.
175).
COMPARADOR O RELOJ
CENTESIMAL
Este instrumento de medición
(fig. 175) es parecido a un reloj. Al
empujar el palpador el vastago (1)
se mete hacia adentro y las agujas
(3 y 5), señalan en la esfera graduada (2), lo que el vastago (1) se
ha introducido. La aguja pequeña
—306—
Figura 175. —• Comparador centesimal.
1, Vastago de toma de medida. — 2, Esfera. — 3, Aguja indicadora. — 4, Tornillo de regulación. — 5, Aguja que se
ñala los milímetros
(5) señala los milímetros y la aguja
grande (3), señala las décimas y
centésimas.
Sirva de ejemplo la figura 176;
compruebe que las agujas indican
que el palpador al ser empujado ha
recorrido 2 mm y 37 centésimas, es
decir 2,37 mm.
Algunos comparadores permiten apreciar hasta milésimas de milímetro.
El tornillo de regulación 4 (figura 175) sirve para colocar las agujas de la esfera en el cero (0). Al
girar el tornillo (4), se mueven las Figura 176. — Esfera de comparador .
agujas como las de un reloj, hasta
notando una medida
ponerlas en el lugar que se desea.
CENTRADO DE LA PIEZA Y REGLAJE DE LA LUNETA
CON EL COMPARADOR CENTESIMAL
Observe en la figura 177 cómo se efectúa el centrado de la pieza
y el correspondiente reglaje de la luneta. Una vez fijada la pieza (1)
en el plato universal (7), y montada la luneta, se procede a la comprobación del centrado con el comparador (3).
El comparador (3) se monta en el extremo de una varilla (8) que a
su vez es fijada en un soporte (5), que se coloca en la torre portaherramientas. Se hace avanzar el carro según las flechas A de forma que
el palpador (6) del comparador roce con toda la longitud de la pieza.
Suponga usted que la pieza está bien cilindrica y que, como se
ha dicho repetidas veces, el eje principal es perfectamente paralelo
a la bancada, que es la que por medio del carro guía el comparador. Si
la aguja del comparador señala siempre la misma graduación, es que
la pieza está perfectamente centrada. Si, por el contrario, la aguja oscila en un sentido o en otro, significa que una parte excéntrica de la
pieza, al no estar centrada, ha empujado el palpador hacia arriba, indicando la aguja la importancia de descentrado de la pieza.
Observe en la figura 177 que se ha señalado una variación de
—307—
Figura 177. — Centrado con el comparador de una pieza apoyada en luneta. — 1, Pieza
a centrar. — 2, Mandíbulas. — 3, Comparador. — 4, Esquema de la luneta. — 5, Soporte del comparador. — 6, Palpador. — 7, Plato universal. — 8, Varilla de fijación del
comparador. — A. Desplazamiento del comparador. — a, b, c, Mandíbulas a reglar
10 graduaciones o centésimas en el extremo de la luneta; como esta
variación es en más, quiere decir que este extremo es más alto que el
otro. Lo que debe hacerse es aflojar y bajar las mandíbulas b y c, así
como también bajar la mandíbula a hasta lograr una posición tal que
el palpador del comparador no haga oscilar la aguja en ninguna de las
posiciones en la que se comprobará en toda la longitud de la pieza.
Como es fácil comprender, la importancia de este reglaje debe
estar siempre de acuerdo con la precisión que interese conseguir, pues
mientras en unas piezas deberá centrarse a cero (0), en otras puede
admitirse un salto más o menos grande.
—308—
APOYO PARA LUNETA MÓVIL
Ha estudiado que la luneta móvil se monta en el mismo sitio del
carro transversal o longitudinal. Por consiguiente, la posición de la
herramienta en relación con las mandíbulas se regula mediante el carrito superior portaherramientas y también en las lunetas del tipo de
las figuras 168 y 169, desplazando ligeramente su posición hasta encararlas con la herramienta.
El torno debe reglarse para que tornee bien cilíndrico,pues las lunetas que siguen exactamente la línea de la bancada, en caso de estar
el eje mal alineado, llegaría un momento en que no harían apoyo, ya
que se habrían separado de la pieza.
Figura 178. — Mecanizado de una zona de apoyo para luneta móvil
La superficie de apoyo para la luneta se hace siempre cerca del
contrapunto del diámetro que se desee.
Debe tenerse siempre en cuenta que la herramienta ha de ir
abriendo siempre el paso a la luneta; por tanto, los apoyos deben ser de
una longitud tal, que permitan colocar la herramienta y las mandíbulas,
fíjese a tal respecto en la figura 178.
Para trabajar con este tipo de luneta, tiene mucha importancia el
que sé engrasen abundantemente los dados de las mandíbulas para facilitar la evacuación de las virutas que van saliendo continuamente y refrigerar la pieza.
—309—
MONTAJES MIXTOS
También puede darse el caso de montajes mixtos, es decir, un trabajo en el que sea necesario utilizar los dos tipos de luneta. Para la
preparación de las zonas de apoyo, cuando hayan de construírse se procede igual que se hacía por separado, pero empezando por los de la luneta fija.
Figura 179. — Luneta fija. - Torno inglés de precisión HARD1NGE
Vea, por último, en las figuras 179 y 180 los dos tipos de lunetas
de un pequeño torno de precisión, con una disposición muy original
de la luneta móvil.
TORRE PORTAHERRAMIENTAS
Es sabido que la torre portaherramientas es la parte en donde se
fijan las herramientas, mediante unos tornillos, par poder efectuar las
operaciones de corte.
—310—
Figura 180. — Luneta móvil. - Torno inglés de precisión HARDINGE
La torre portaherramientas ha de reunir la condición de procurar
un buen asiento a la herramienta, es decir, un asiento sobre una base
bien plana y muy rígida.
En los tornos de calidad, la superficie de apoyo de la herramienta
está rectificada y toda la pieza se ha sometido a una fase de endurecimiento (temple) para evitar que el continuo esfuerzo que sobre ella
hace la herramienta al resistir el esfuerzo de corte, llegue a producir
desfondamientos del material de la base de la torreta, lo que en definitiva haría que al perder la planitud inicial, las herramientas no tuvieran buen asiento y no trabajaran en buenas condiciones. Observe en
la figura 181 la torre portaherramientas de un torno, provista de una
disposición muy interesante para poder colocar una herramienta en una
torreta posterior.
—311—
Figura 181. — Vista detallada de una torreta portaherramientas en un torno con disposición de torreta trasera
DIMENSIONES DE LAS HERRAMIENTAS
Al estudiar las herramientas se indicó que estaban formadas, en
principio, por dos partes principales: el cuerpo o mango y la cabeza de
corte.
Todos los fabricantes de herramientas de torno las fabrican a unas
—312—
medidas determinadas, es decir, puestos todos de acuerdo en normalizar dichas medidas, llegaron a la conclusión de que era conveniente
unificar las medidas de los mangos de las herramientas para poder montarlas en cualquier marca de tomo. Vea en la figura 182 una herramienta de cilindrar en la que se puede apreciar con claridad el cuerpo de la
misma o mango.
En el croquis de la figura 183
se muestra la forma en que queda
instalado el mango en la torre portaherramientas. Las dimensiones de
los mangos de las herramientas más
corrientes son:
Para
tencia = h
Para
tencia =h
tornos hasta 2 CV de po(altura) = 1 6 mm.
tornos hasta 6 CV de po(altura) = 20 a 22 mm.
Para tornos hasta 10 CV de potencia =h (altura) = 25 mm.
Usted ha de tener en cuenta
que el filo de la arista de corte se
halla casi siempre a una altura igual
que la cara superior del mango de
la herramienta, y que, por lo tanto,
cuando se proyecta un torno de una
potencia determinada, esta potencia
determina las dimensiones de los
mangos de la herramientas, es decir, están calculados, y los mangos,
a su vez, determinan la cota h de la
figura 183. Así, pues, siguiendo la Figura 182. — Herramienta de cilindrar
en la que se puede apreciar el cuerpo o
aproximada equivalencia de potenmango
cia que se ha establecido anteriormente, se tiene que una herramienta
de mango de 16 mm , puede colocarse en cualquier torno que tenga
una potencia igual o inferior a 2 CV, en la seguridad de que quedará
centrada sensiblemente, o sino, habrá que calzarse por su parte inferior con algún suplemento delgado, pero en ningún caso quedará
más alta.
—313—
Figura 183. — Dimensiones del mango de la herramienta. — h = altura del mando.
Asimismo se podrá trabajar con la seguridad de que la potencia
de corte del motor resistirá perfectamente la herramienta elegida.
Como es fácil suponer, al ir afilando la herramienta, la punta de
corte va disminuyendo debido a la inclinación del ángulo de desprendimiento de virutas, pero esta diferencia de altura puede irse ganando,
como se ha dicho, colocando suplementos de altura entre el asiento
de la torreta y el mango de la herramienta.
—314—
TORRES PARA HERRAMIENTAS SENCILLAS
Las torretas portaherramientas pueden clasificarse en tres grandes
grupos: sencillas, múltiples y especiales.
Se entiende por torre portaherramientas sencilla o simple la que
solamente tiene capacidad para una sola herramienta. A las torres por-
Figura 184, Soporte simple para herramienta.— Fijación con un solo tornillo.— 0, Centrado del torno.— 1, Cabeza de corte.— 2, Filo.— 3, Brazo oscilante.— 4, Arco del soporte.— 5, Carrito superior.— 6, Soporte de la herramienta.— 7, Tornillo de fijación.— 8, Reborde de apriete del soporte.— 9, Mango
de la herramienta.— 10, Sección del mango.
taherramientas de este tipo se les llama también soportes. El croquis
de la figura 184 corresponde a uno de estos soportes, en los que la
herramienta queda fijada con un tornillo o dos, según las dimensiones,
y en las que la base oscilante puede situarse de forma que levante o
baje la punta de la herramienta hasta la altura conveniente.
INCONVENIENTE DE LAS TORRES PORTAHERRAMIENTAS
Estos soportes tienen el inconveniente de que por ser únicamente
para una sola herramienta, cuando han de efectuarse varias operaciones
—315—
en una pieza es necesario cambiar continuamente la herramienta. Actualmente sólo la llevan los tornos muy sencillos o los dedicados a fabricar grandes series de piezas por operaciones separadas. Vea en la f i gura 185 una herramienta fijada en un soporte de este tipo.
Figura 185. — Trabajo por operaciones con soporte simple y fijación de la pieza por
pinza.
—316—
TORRE PORTAHERRAMIENTAS MÚLTIPLE
Este tipo de torre portaherramientas es el que ahora llevan montada la inmensa mayoría de los tornos, con algunas ligeras variantes
que han ¡do introduciendo los distintos fabricantes.
En las torretas múltiples pueden montarse hasta cuatro herramientas (fig. 186) iguales o distintas según convenga para un trabajo
determinado, con la ventaja sobre la
torreta simple, de que una vez colocadas y fijadas, basta un simple
giro de la torreta para poner en situación la que más convenga.
Esta gran facilidad de colocación permite que una vez puesta
una determinada, herramienta, ya no
hay necesidad de quitarla si no es
para reafilarla.
También para fabricación de
piezas en serie tiene mucha aplicación, pues pueden efectuarse varias operaciones en una sola fijación
de pieza, al disponer de varias herramientas.
Figura 186. — Montaje de cuatro herramientas en una torreta múltiple.
Otra de las ventajas de estas
torretas es la de que a pesar de que para hacerla girar ha de aflojarse
una vez puesta en posición, puede volver a fijarse con la seguridad de
que cuantas veces se mueva y se vuelva a fijar quedará exactamente
en la misma posición.
En la figura 187 se muestra una torre de este tipo de un torno de
la marca ERNAULT, de Batignolles (Francia). Observe que la torreta
va apoyada contra un tope, el cual permite que quede siempre en la
misma posición y, por tanto, la punta de la herramienta en la misma
posición con respecto del eje del torno.
Para facilitar el giro, se afloja la manivela y se da media vuelta
al botón, de manera que entonces éste ya no dificultará el paso de
la torreta.
—317—
Figura 187. — Torre múltiple con dispositivo de tope. — 1, Asiento de la herramienta. 2, Tornillos de fijación. — 3, Manivela de fijación de la torreta. — 4, Botón
de tope. — 5, Valona contra la que hace tope la torreta.
También la casa CUMBRE de Barcelona ha solucionado este problema
de la fijación de la torreta de una forma sencilla y segura. Fíjese en la
figura 188.
La torreta lleva en su parte inferior unas muescas en las que se
clava un trinquete alojado en la cara superior del carrito superior. Ambas caras, la de la muesca de la torreta y la del trinquete, hacen tope
clavando la torre en una determinada posición. En otro de sus modelos,
al aflojar la manivela de la torre, automáticamente ésta da un cuarto
de vuelta situándose en la posición siguiente y volviendo a fijarla seguidamente.
TORRETAS POSTERIORES
La moderna fabricación de piezas en serie acelera la aparición de nuevos
métodos de trabajo y de nuevos accesorios que tienden a aprovechar
cada vez más el trabajo de cualquier máquina. Así, en el torno se han
ido adoptando dispositivos más o menos ingeniosos, pero muy prácticos
todos a fin de sacar el máximo rendimiento de la máquina.
—318—
Figura 188. — Dispositivo de anclaje de la torreta en los tornos CUMBRE. — 1, Carrito superior. — 2, Botón de centraje de la torreta. — 3, Trinquete de anclaje. —
4, Base de apoyo para la torreta. — 5, Tornillo para fijación de la torreta. — 6, Torre
portaherramientas. — 7, Base de apoyo de la torreta. — 8, Encaste de centraje . —
9, Muescas de anclaje. — 10, Manivela de fijación. — 11, Muelle.
La fabricación de piezas en grandes series ha especializado a los
operarios y a los puestos de trabajo para una determinada tarea, de ma—319—
ñera que al especializarse, se adquiere una máxima habilidad que permite fabricar un máximo de piezas por unidad de tiempo.
La tendencia es, pues, lograr, con estos tipos de torno cilindrico
de múltiples aplicaciones mediante la inclusión de nuevos dispositivos,
Figura 189. — Torneando un piñón en un torno SOMUA
Figura 190. — Portaherramientas múltiple torneando un eje.
—320—
que su producción sea lo más elevada posible. Con el trabajo por operaciones se pretende efectuar un máximo de trabajo en una sola fijación
de la pieza.
Esto dio lugar al acoplamiento en muchos de los tornos más o
menos modernos, de las llamadas torretas posteriores. Estas torretas son
del tipo de las sencillas, pero al ir montadas en la parte posterior del
carro transversal, permiten montar tres o cuatro herramientas, que,
junto con las montadas en la torre principal y eventualmente alguna
otra en la contrapunta, convierten a cualquier torno cilindrico en una
máquina de gran producción. Vea en las figuras 1 89 y 190 dos ejemplos
de trabajo combinado con las dos torretas y en la figura 189, además
con una broca montada en la contrapunta.
Figura 191. — Representación esquemática de las dos torretas y sus desplazamientos.
Observe, no obstante, que las herramientas de las torretas posteriores van montadas al revés de las colocadas en la torreta anterior
(fig. 191), para aprovechar el mismo sentido de giro del eje.
Asimismo, por ir montadas sobre el mismo carro, exactamente en
el transversal, y accionadas por el mismo husillo, al movimiento de penetración de pasada de una corresponde el movimiento de retroceso de
la otra y viceversa.
TORRETAS ESPECIALES
Otra innovación la constituyen las torretas de cambio rápido. En
este tipo de torretas se evita el ajuste de las herramientas a la altura
conveniente por medio de calzos o gruesos, puesto que la altura puede
graduarse mediante un tornillo que regula la posición de un soporte en
-321-
Figura 192. — Torreta especial de cambio rápido. — 1, Cuerpo de la torreta. —
2, Soporte portaherramientas. — 3, Tornillo de regulación de altura. — 4, Tornillo de fijación del soporte. — 5, Palanca de apriete. — 6, Contratuerca.
Figura 193. — Soporte portaherramientas. — 1, Tornillo fijación herramienta.
2, Tornillo de nivelación. — 3, Contratuerca.
el que va fijada la herramienta, tal como se aprecia en la torreta de este
tipo con tres portaherramientas montadas que se muestran en la f i gura 192.
Las herramientas se colocan en los soportes portaherramientas de
la figura 193, fijándose con los tornillos 1; la altura se gradúa una vez
montado en la torreta con el tornillo 2. Esto tiene la ventaja de que aun
cuando se tenga que afilar la herramienta se desmonta todo el soporte, el
cual no molesta para el afilado, y una vez afilada puede volverse a montar quedando a la misma altura que antes y en la misma posición (figura 194).
La posición viene determinada por las guías que llevan los soportes
y que engarzan perfectamente en los encajes de la torreta, sirviendo
además de perfecto apoyo para contrarrestar los esfuerzos de corte de la
herramienta (fig. 195).
Una vez fijados los soportes en el cuerpo de la torreta, la forma
de trabajar se efectúa ya normalmente, como se deduce de la figura 196.
Este procedimiento de fijación y centrado de las herramientas es
—322—
Figura 194. — Afilado de una herramienta sin desmontarla del soporte.
Figura. 195.
Figura 196. — Torneando un eje.
—323—
Vista de los prismas de
asiento.
indudablemente el más exacto y el más práctico. Su generalización en
los talleres reportaría una considerable economía de tiempo, ya que
suprimiría los suplementos y los inconvenientes que presenta su utilización cada vez que ha de afilarse la herramienta.
Vea resumidas las ventajas que proporciona la utilización de este
tipo de torretas:
].° Ajuste de la altura de la herramienta mediante tornillo y contratuerca, sin utilizar suplementos.
2.° Afilado de las herramientas sin desmontarlas del portaherramientas.
3.° Gran rapidez en el cambio de herramientas sin parar el torno.
4.° Referencia segura de la posición de la herramienta para los
trabajos en serie.
5.° Taladrado por avance automático del carro.
6.° Facilidad de poder hacer, con la precisión de un torno paralelo, todas las operaciones de un torno revólver.
Figura 197. — Taladrando una broca fija en soporte especial.
En la lección anterior ya vio cómo se taladra por avance automático. Vea ahora en la figura 197 una demostración de taladro con el empleo de la torreta portaherramientas que acaba de estudiar.
—324-
MATEMÁTICAS
PARA EL TORNERO
LECCIÓN 6
CUADRADO DE UN NUMERO
Se llama cuadrado de un número al resultado que se obtiene al multiplicar por sí mismo dicho número.
Ejemplos:
144 es el cuadrado de 12 porque 12 X 12 = 144
625 es el cuadrado de 25 porque 25 x 25 = 625
7396 es el cuadrado de 86 porque 86 X 86 = 7 3 9 6
ELEVAR UN NUMERO AL CUADRADO
Fácilmente se comprende qué es lo que se ha de hacer para conocer
el cuadrado de un número: Multiplicar por sí mismo dicho número, es
decir: tomar dicho número dos veces por factor.
Ejemplo: Elevar al cuadrado el número 795:
795 x 795 = 632.025
—325—
Con lo dicho queda entendido que un número se eleva al cuadrado
cuando dicho número se toma dos veces por factor.
COMO SE INDICA EL CUADRADO DE UN NUMERO
Para indicar un número elevado al cuadrado se escribe el número,
y a su derecha, en la parte de arriba y en tamaño más pequeño, la cifra 2.
Ejemplos: 12²; 252; 862; 7952.
Escritos as! los números 12², 25, 86 y 795 se indica que dichos números son elevados al cuadrado.
CUADRADOS DE LOS DIEZ PRIMEROS NÚMEROS
Interesa conocer bien, saberse de memoria, los cuadrados de los
diez primeros números.
Números:
Cuadrados:
1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10.
1; 4; 9; 16; 25; 36; 49; 64; 8 1 ; 100.
RAÍZ CUADRADA DE UN NUMERO
Se ha dicho qué es lo que se entiende por cuadrado de un número;
ahora se ha de explicar que todo número es la raíz cuadrada de su cuadrado, es decir, que 1 es la raíz cuadrada de 1; 2 es la raíz cuadrada de
4; 3 es la raíz cuadrada de 9; 4 es la raíz cuadrada de 16; 5 es la raíz
cuadrada de 25; 6 es la raíz cuadrada de 36; 7 la raíz cuadrada de 49;
8 la raíz cuadrada de 64; 9 la raíz cuadrada de 8 1 ; 10 la raíz cuadrada
de 100, y así sucesivamente, los demás números son las raíces cuadradas de sus respectivos cuadrados.
Después de esta explicación se comprenderá que un número es la
raíz cuadrada de otro número cuando multiplicado por sí mismo da por
resultado este otro número. Sirvan para aclarar esta definición los mismos ejemplos que han servido para explicar el cuadrado de un número:
12
25
86
795
es la raíz cuadrada de 144 porque 12 X
es la raíz cuadrada de 625 porque 25 X
es la raíz cuadrada de 7396 porque 86 X
es la raíz cuadrada de 632.025 porque 795
—326—
12 = 144.
25 = 625.
86 = 7396.
X 795 = 632.025.
SIGNO DE LA RAÍZ CUADRADA
La raíz cuadrada de un número se indica escribiendo este número
2
debajo del signo V o, más sencillamente, sin la cifra 2, es decir, con
sólo el signo V , signo que se llama radical.
Ejemplos: Las raíces cuadradas de los números 144, 625, 7.396 y
632.025 se indicarán de esta forma:
7.396 = 86;
o bien se indicarán así:
v632.025 = 795
RAÍZ CUADRADA INEXACTA
No todos los números tienen raíz cuadrada exacta; 7 es la raíz cuadrada exacta de 49, porque tomando el 7 dos veces por factor se obtiene por resultado exactamente 49; asimismo el número 8 es la raíz cuadrada exacta del número 64, porque tomando dos veces 8 por factor da
exactamente por resultado el número 64. En cambio, el número 50, por
ejemplo, no tiene raíz cuadrada exacta, porque no hay ningún número
entero que multiplicado por sí mismo dé por resultado exactamente 50.
Cuando un número no tiene raíz cuadrada exacta se puede calcular
por aproximación; esta aproximación puede ser por exceso o por defecto.
Así la raíz cuadrada por exceso de 50 es 8 y la raíz cuadrada por defecto del
mismo número es 7. En el primer caso el producto es mayor, puesto que
8 x 8 = 64, y en el segundo caso, el producto de multiplicar el 7 por sí
mismo es menor de 50, puesto que 7 x 7 = 49.
CALCULO DE LA RAÍZ CUADRADA DE UN NUMERO
MENOR QUE 100
Para hallar la raíz cuadrada de un número menor que 100 basta
con saberse de memoria los cuadrados de los diez primeros números.
—327—
En el caso de que el número cuya raíz se busca sea uno de estos cuadrados la raíz es el número al cual corresponde.
Ejemplos:
Si el número cuya raíz se busca está comprendido entre dos de los
cuadrados de los diez primeros números, la raíz cuadrada por defecto
será la del cuadrado exacto inmediatamente inferior, es decir, el más
bajo, y la raíz cuadrada por exceso será el cuadrado exacto inmediatamente superior, es decir, el más alto.
Ejemplos:
por defecto 6 y por exceso 7, pues el número 38 está
comprendido entre 36, que es el cuadrado de 6, y 49, que es el cuadrado de 7.
por defecto 9 y por exceso 10, pues el número 89 está
comprendido entre 8 1 , que es el cuadrado de 9 y 100, que es cuadrado de 10.
—328—
INTERPRETACIÓN DE
PLANOS Y CROQUIS
LECCIÓN
6
PLANOS DE CONJUNTO
Ha estudiado usted en las lecciones anteriores la forma en que
las piezas se presentan en los planos, así como la manera en que en
estos mismos se indican las medidas y detalles de las piezas en ellos
representadas. Antes de continuar con el estudio de los símbolos que se
utilizan para representar determinadas formas de piezas concretas así
como determinados detalles de su construcción, estudiará usted en esta
lección la forma en que suelen representarse en los planos los conjuntos
de piezas que forman una máquina, un mecanismo o una parte de ella.
A tales planos, que representan varias piezas unidas formando un
mecanismo, una máquina o una parte de ella y muestran la relación de
unas piezas con otras y los detalles de cómo están unidas, se les suele
dar el nombre de planos de conjunto.
Los planos de conjunto que más corrientemente se encuentran en
los talleres son aquellos que se utilizan para indicar a los operarios
montadores cómo han de agrupar y montar las piezas, que les llegan
sueltas, para formar un grupo mecánico o una máquina; tales planos son
corrientemente llamados planos de montaje.
—329—
LAMINA 8
En los planos de conjunto puede representarse la máquina o grupc
mecánico por una o varias vistas exteriores de la misma; pero es más
corriente que se represente por medio de una o varias vistas en corte
total o parcial. En las láminas 8 y 9 puede usted ver dos ejemplos de
estos planos de conjunto.
REPRESENTACIÓN DE LAS DISTINTAS PIEZAS EN LOS PLANOS
DE CONJUNTO
Para llegar a adquirir rapidez y seguridad en la interpretación de
los planos de conjunto y en la diferenciación de unas piezas de otras en
éstos, hace falta una cierta práctica y estar familiarizado con las piezas
que en ellos se represetan. No obstante el conocimiento de algunas de
las normas que se siguen al dibujar tales planos, puede ayudar mucho
y acelerar la adquisición de la experiencia necesaria para su correcta
interpretación.
En primer lugar debe tener en cuenta que cuando en un plano de
conjunto se presentan varias vistas, éstas se disponen siguiendo las mismas reglas que las que se utilizan para la representación de una única
pieza, esto puede usted verlo en las láminas 9 y 11.
Figura 98
Figura 97
Dos piezas que se hallen en contacto no se representan con una doble línea en las partes o caras comunes, sino que se representa la superficie de separación como una única línea, como puede ver en la figura 97. Pero cuando las piezas se representan en corte, los rayados que
representan la superficie de la sección de las piezas, se hacen de ma—332—
—333—
—334—
Figura 99
nera que sus líneas forman ángulos de 90°, como puede ver en la figura 98. En cambio, dos partes seccionadas en la misma pieza situadas en
la misma vista del plano, tienen el rayado igual y en el mismo sentido
aun cuando se encuentren separadas dentro del dibujo, como se muestra
en la figura 99 y como puede apreciar en los planos de conjunto presentados en las láminas 8, 9 y 10.
Cuando un eje, un tornillo o una pieza maciza en un plano de conjunto queda en el plano de corte, esta pieza no se representa cortada,
como puede apreciar en la figura 99.
Normalmente en los planos de montaje las piezas distintas representadas en ellos suelen ir numeradas con un número de referencia, que corrientemente coincide con el número empleado para diferenciarlas en su
fabricación y con el cual suelen ir también numerados los planos individuales de cada una de ellas. En las láminas 8, 9 y 11 puede apreciar
esta numeración con claridad.
DIMENSIONES Y COTAS EN LOS PLANOS DE CONJUNTO
No estando los planos de conjunto destinados a realizar, siguiendo
sus instrucciones, ninguna operación en la que puedan variar las medi—335—
das de las piezas, estos planos van generalmente desprovistos de las
cotas de indicación de las medidas de las piezas, que, por otra parte, si
se pusiesen complicarían tanto el dibujo como la interpretación.
No obstante, en algunos casos para fijar con precisión la posición
de algunas piezas con respecto a otras al hacer el montaje, es necesario
indicar en los planos de montaje las medidas de algunas distancias de
referencia. Un ejemplo de esto puede verlo en las láminas 10 y 11. En
tales casos la representación de las medidas se hace por medio de líneas
de cota siguiendo las mismas normas que usted ya vio en la lección anterior.
Depósito Legal B. 3134-1959
GERSA - Llorens y Barba, 38
Barcelona-13
-336—
Tomo 7
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
DEFORMACIONES DE LAS PIEZAS POR ESFUERZOS EXTERIORES
Todos los cuerpos están sometidos a esfuerzos exteriores que tienden a deformarlos. Estos esfuerzos pueden ser más o menos considerables, pero siempre tienden a deformar los cuerpos o piezas sobre los que
actúan. Como es fácil deducir, el que este esfuerzo sea pequeño o sea
muy grande determina el que consiga deformar permanentemente o no
a la pieza o cuerpo sobre el que actúa.
Usted recuerda que en la lección anterior estudió que se denomina
elasticidad a la propiedad de los cuerpos de recobrar su forma en cuanto
cesan de actuar sobre ellos las fuerzas que provocan su deformación;
puede decirse, pues, que una fuerza no provocará una deformación permanente sobre una pieza determinada mientras no llegue al límite elástico, pero sobrepasado este límite, la pieza quedará deformada y si la
fuerza es suficientemente grande llegará a romper la pieza.
Ahora bien, hay cuerpos en que la deformación elástica puede ser
muy grande con una fuerza pequeña. Por otra parte, hay cuerpos que
pueden deformarse plásticamente mucho más que otros antes de llegar
a la rotura.
Usted puede comprobarlo tirando de una goma delgada por sus extremos. A poco que estire, la goma empezará a alargarse, es decir, a
—337—
deformarse, pues su forma anterior era de un grosor y una longitud determinada, mientras que a medida que usted va aumentando la fuerza
con que tira de los extremos, el grosor va disminuyendo y la longitud va
aumentando. Si deja usted de tirar, la goma recuperará sus medidas anteriores.
Si en lugar de la goma toma un cordel, podrá comprobar que la
fuerza que usted debe aplicar para estirarlo es mucho mayor y el cordel
se estira menos que la goma. Tendrá, pues, ya una diferencia entre la
goma y el cordel, en lo que respecta a las deformaciones elásticas.
DEFORMACIONES MOMENTÁNEAS Y DEFINITIVAS
Se ha visto, que conforme aumentaba la fuerza, la goma se iba estirando. Si en un momento dado se deja de tirar de ella, la goma vuelve
a su dimensión anterior, es decir, la deformación elástica que ha experimentado ha sido momentánea.
De ahí que por deformación momentánea se entiende la que experimenta un cuerpo sometido a una fuerza que al dejar de hacerla, vuelve
éste a su dimensión anterior.
Vea ahora qué es una deformación definitiva o plástica; si se toman dos bolas, una de goma y otra de plomo, y se da un golpe a la de
goma se verá que se aplasta pero recobra su forma anterior debido a que,
como ya se ha comprobado anteriormente, la goma es un material elástico, mientras que si se hace lo mismo con la bola de plomo se ve que
la parte en que se da el golpe se aplasta y no recobra su forma anterior;
esta última es una deformación producida por la fuerza de choque que
ha deformado la bola más allá del límite del plomo, es decir, ha producido una deformación plástica o definitiva.
Como se ha indicado en el párrafo anterior, hay materiales que permiten una deformación plástica considerable antes de llegar a la rotura,
mientras que otros se rompen con muy poca deformación plástica. Estos
últimos materiales suelen ser, además, frágiles, es decir, que se pueden
romper con facilidad por choque.
Es necesario tener en consideración estos fenómenos, puesto que
muchas veces, el operario que está realizando un trabajo de mecanizado
en el que la pieza al ser fijada en la máquina por el procedimiento que
sea, se ha deformado y esta deformación puede ser aumentada al efectuar la herramienta un esfuerzo de corte. Al quitar la pieza de la máquina se observa que la superficie, que tenía que quedar plana, o el
cilindro, que tenía que quedar perfectamente cilindrico, no lo son; si el
—338—
defecto no es de la máquina, la explicación está, precisamente, en la
deformación producida al apretar la pieza; al ser quitada de la máquina
la presión cesa y la pieza vuelve a recuperar su posición, falseándose las
medidas y el acabado que esperaba obtenerse.
Tenga usted en cuenta que en estas deformaciones salvo en piezas
muy grandes o en fijaciones especiales, las variaciones pueden ser del
orden de centésimas de milímetro, y, en algunos casos, de décimas.
DEFORMACIONES PRODUCIDAS POR EL CALOR Y EL FRIO
Es sabido que las variaciones de temperatura influyen en todos los
cuerpos, deformándolos en variaciones, en más o menos, según se aumente o disminuya la temperatura en mayor o menor grado y según el
cuerpo de que se trate.
Un claro ejemplo es la variación de volumen, del mercurio en los
termómetros, el cual con el calor se dilata, y con el frío, se contrae.
A cada cuerpo le corresponde, para la misma diferencia de temperatura, un cambio que depende del coeficiente de dilatación de cada
uno, el cual ha sido fijado experimentalmente.
Vea la influencia que pueden tener estas deformaciones o variaciones en la práctica. Estas propiedades pueden aprovecharse para el
montaje de piezas que han de montarse a presión, con ayuda de prensas,
para facilitar el trabajo y conseguir una gran solidez, como ocurre con
los cigüeñales de algunos motores que se fabrican por partes que después son entradas a presión, calentando la parte que sirve de alojamiento
y enfriando por procedimientos especiales la parte que debe entrar en
dicho alojamiento. Al recobrar la temperatura ambiente, las dos piezas
quedan fuertes, como si el cigüeñal se hubiese construido de una sola
pieza.
Ahora bien, estas variaciones deben tenerse en cuenta porque son
perjudiciales en cuanto se producen en momentos en que lo ideal sería
tener la pieza sin variación de temperatura. Tal es el caso de las operaciones de mecanizado de las piezas en el que el calor producido por las
herramientas al cortar es absorbido en parte por la pieza y en parte por
la herramienta. En este caso, se desbastan las piezas con una pasada
fuerte de desbaste hasta dejarlas aproximadas de medida y se quitan de
la máquina, para luego acabar la pieza, dándoles con una fijación más
floja, a fin de evitar las deformaciones, una pasada más suave para evitar un calentamiento excesivo.
A pesar de que actualmente se emplea refrigerante, éste interesa
—339—
Figura 32
Figura 31
que actúe especialmente sobre la herramienta, por lo que la pieza se beneficia poco de esta ventaja.
FLEXIÓN
Se dice que un cuerpo está sometido a flexión cuando estando apoyado en dos puntos distantes entre sí o bien sujeto por un extremo, se
le aplica un esfuerzo que tiende a doblarlo.
En las figs. 31 y 32 se ve un ejemplo de uno y otro caso; en los
dos la fuerza es la producida por la herramienta al efectuar el corte,
originando una deformación que será mayor o menor, según sea la distancia entre apoyos y el diámetro de la barra. Se han de tener muy en
cuenta estas deformaciones al mecanizar piezas en las que se tenga de
obtener una medida bastante exacta y sin conicidad. En el caso de que
el barrote a mecanizar fuera fundición debe tenerse mucho cuidado,
puesto que, por su falta de elasticidad y plasticidad, es fácil que se"
rompa con muy poca deformación.
COMPRESIÓN
Se dice que un cuerpo está sometido a un esfuerzo de compresión cuando este esfuerzo tiende a
aplastarlo.
Observe en la figura 33 una
pieza sometida a un esfuerzo de
compresión. Generalmente, para lo
que respecta a fijaciones en máquinas herramientas, este esfuerzo no puede poner en peligro ninguna pieza, ya que el esfuerzo para deformarla ha de ser muy considerable, exceptuado las piezas huecas, en las que se tomarán las precauciones necesarias para evitar que se aplasten.
—340—
técnica torneado
LECCIÓN
ELEMENTOS DE FIJACIÓN
Repetidas veces se ha insistido en las lecciones anteriores sobre la
importancia de una buena fijación de las piezas; asimismo se ha advertido de la necesidad de asegurarse siempre del perfecto estado de los
elementos de dicha fijación.
Ahora va a estudiar usted estos elementos, los cuales presentan
diversas características debido a la gran variedad de formas y dimensiones de las piezas que se mecanizan en los tornos.
Un buen elemento de fijación de las piezas al torno debe reunir
tres condiciones esenciales:
1. Arrastre positivo y regular
2. Centrado perfecto
3. Mantenimiento enérgico frente a la herramienta.
Todos los montajes que han sido ideados para conseguir que se
cumplan tales condiciones y que dependen de la forma de las piezas y
de su flexibilidad, pueden clasificarse en tres distintos grupos:
1. Montaje al aire
2. Montaje entre puntos
3. Montaje entre lunetas
MONTAJE AL AIRE
Las piezas apropiadas para este tipo de montaje son generalmente
cortas o de gran diámetro. En el montaje al aire son empleados los si—341—
guientes accesorios: plato universal; platos de garras, platos lisos, torneadores y pinzas.
El montaje con plato universal o mandril americano da excelentes
resultados para la sujeción rápida de las piezas corrientes. Además, el
torneado de las garras dulces o blandas, usadas en vez de las de acero'
templado, proporciona al tornero un excelente medio de precisar la sujeción de piezas por puntos rigurosamente concéntricos.
El montaje sobre platos es el que permite trabajar las piezas más
variadas. Aparte los platos con garras independientes, los platos lisos
con agujeros, con los suplementos, escuadras y soportes proporcionan los
más variados medios de sujeción.
PLATO UNIVERSAL
La fabricación de platos de este tipo (fig. 198) se hizo tan compleja y precisa que se tuvo que crear una industria especial, o sea, que
actualmente los fabricantes de torno no son los que los fabrican.
Las dimensiones y capacidades de los platos universales están normalizadas, es decir, todos los fabricantes los construyen, aproximada-
Figura 198. — Vista anterior y posterior de un plato universal de 3 garras. — 1, Juego
de patas irreversibles para diámetros grandes. — 2, Juego de patas irreversibles para diámetros pequeños. — 3, Alojamiento del contraplato. —4. Anclaje de la llave de apertura y cierre. — 5, Cuerpo del plato universal. — 6. Alojamiento tornillos fijación del
contraplato. — 7, Tornillos fijación piñones y corona.
—342—
mente, de las mismas medidas, con sólo ligeras variaciones. La capacidad
de estos piafas viene determinada por el diámetro exterior en milímetros
de su cuerpo.
Como es sabido, los platos se montan en la parte delantera del eje
principal. Dado que las medidas de los ejes varían para cada modelo y
tipo de torno, los platos universales se construyen de forma que, acoplándoles una pieza llamada contraplato y que se entrega con el torno,
encajan en ejes de distintas medidas.
Figura 199. — Rosca del eje para la
montura del plato universal.
Figura 200. — Nariz cónica del eje para
montaje del plato universal. Torno PEGARD-ECHEA de San Sebastián. —
1, Cuerpo del cabezal. — 2, Nariz cónica. — 3, Punto fijo en el eje. -— 4, Tuerca de fijación. — 5, Chaveta de arrastre.
Aunque la mayoría de los tornos llevan el acoplamiento del plato
sobre rosca (fig. 199), hay otro sistema (fig. 200) en el que sustituye
la rosca por un cono, una chaveta y una tuerca de fijación. Este sistema
se utiliza, sobre todo, en tornos de mediana potencia, elevado número
de revoluciones y dispositivos de frenado instantáneo.
MONTAJE DEL PLATO SOBRE ROSCA
Vea representado en la figura 201 un montaje de plato universal
sobre rosca. Observando dicha figura, así como la figura 198, se distinguen en el plato universal tres partes:
—343—
Figura 201. — Montaje sobre rosca. — 1, Eje principal. — 2, Alojamiento del punto. —
3, Plato universal. — 4, Contraplato de acoplamiento. — 5, Tornillos de fijación. —,
6, Garras de fijación de la pieza. — 7, Superficie de centraje. — 7, Superficie de tope.
1. a
2. a
3. a
El cuerpo del plato universal, propiamente dicho, con sus mecanismos interiores y tornillos de fijación.
Los juegos de patas de agarre intercambiables e irreversibles.
Contraplato de acoplamiento.
Las partes 1 .a y 2.a son las que, en realidad, forman el conjunto del
plato universal como tal, mientras que el contraplato corresponde al
torno, como lo indica el que sea el fabricante del mismo quien lo suministra con la máquina.
CONTRAPLATO DE ACOPLAMIENTO
El acoplamiento es fácil, puesto que el fabricante del torno indica
la capacidad o diámetro del plato universal a montar y a un mismo diámetro de plato universal corresponde siempre un mismo diámetro (D en
la figura 201) para el acoplamiento, aunque sean de distinto fabricante.
El contraplato (4) se ajusta en el diámetro (D) del plato universal
y se fijan ambas piezas fuertemente con los tornillos (5) que se suministran con el plato. A veces, en el contraplato tienen que hacerse los
agujeros de paso para estos tornillos, según la posición de éstos en el
plato, aunque, generalmente, el centro de los mismos viene situado so—344—
bre el diámetro (D) del encaste y repartidos a 60 grados si son seis
(ver, a este respecto, las figuras 201 y 198).
Una vez montados en esta posición el plato y el contraplato, y formando ya una sola unidad, se procede al montaje sobre el torno.
MONTAJE DEL PLATO UNIVERSAL EN EL TORNO
Lo primero que debe hacerse es limpiar cuidadosamente y engrasar
ligeramente las superficies de contacto (72 de la figura 201) y las roscas, tanto del eje como del plato. Tenga usted en cuenta que la superficie de contacto T, está ajustada de manera que el plato, al ser montado, queda automáticamente centrado y como es fácil deducir, cualquier partícula de suciedad haría que el plato quedase descentrado.
Después de efectuada esta limpieza, se toma el plato con la mano
derecha y se coloca ante la rosca del eje, entrándolo y girándolo con la
mano hacia atrás, según indica la flecha de la figura 2 0 1 , hasta que hace
tope en la superficie 72; cuando el plato está a punto de hacer tope se
bloca contra la superficie 7» de un golpe seco con la llave montada en los
piñones de apriete ( 4 d e la fig. 198). El esfuerzo de corte, tiende a
clavar aún más el plato contra las superficies de contacto 72MONTAJE DE PLATO UNIVERSAL SOBRE NARIZ CÓNICA
El sistema de fijación sobre rosca va siendo sustituido, sobre todo,
en los tornos de mediana potencia (6 CV en adelante), por el sistema de
montaje sobre nariz cónica (fig. 202), que ofrece la ventaja de que la
misma superficie (9) sirve de centraje y de tope, y el esfuerzo de corte
tiende a clavarlo todavía más fuerte, tanto si el eje gira en un sentido
que en otro.
En el sistema de rosca puede darse el caso de que, girando el eje
hacia atrás, se suelte el plato en un frenazo fuerte, o bien en una
"clavada" de herramienta de segar, por ejemplo.
En el sistema de montaje representado en la figura 202, el plato,
para montarlo, se toma también con la mano derecha y se monta sobre
el cono, de forma que encaje la chaveta. Con el ajuste del cono y la chaveta se consigue el arrastre del plato.
Este arrastre se refuerza todavía más con la tuerca 7, que, además
de ser un sistema de seguridad, fija al contraplato contra el cono, según
indican las flechas, al hacer girar la tuerca con una llave que se apoya
en las muescas 8 que se observan en las figuras 202 y 201.
—345—
Figura 202. — Montaje sobre nariz cónica. — 1. Eje principal.
3, Contraplato. — 4, Nariz cónica. — 5, Chaveta de arrastre. contraplato. — 7, Tuerca de fijación. — 8, Tuercas de apriete.
traje y tope.
2. Plato universal. —
5, Tornillos de fijación
9, Superficie de cen-
DESMONTAJE DEL PLATO DEL TORNO
Se ha dicho ya que uno de Jos inconvenientes del sistema representado en la figura 201 es el de que un parón brusco puede aflojar el plato;
pues bien, esto es lo que ocurre precisamente al ser desmontado.
Una forma correcta de desmontaje del plato montado sobre rosca
es la representada en la figura 203. Para proceder al mismo se selecciona
la velocidad más pequeña, engranando el eje de las velocidades reducidas y se abren las patas del plato hasta que sobresalen del diámetro del
mismo. A continuación, se interpone un taco de madera o de metal (aluminio o bronce) entre una de las patas y la bancada, según se indica
en la figura. La altura del taco ha de ser, aproximadamente, la altura de
puntos sobre bancada que tenga el torna Por último, se pone el torno
en marcha, suavemente, según indica la flecha, es decir, hacia atrás, y
—346—
Figura 203. — Desmontaje del plato universal. — 1, Plato universal. — 2, Bancada. — 3, Taco de madera. — 4, Patas
del plato.
Figura 204. — Desmontaje del plato universal. — 1, Plato. —• 2, Patas. — 3,
Palanca.
el golpe de la pata contra el taco, afloja el plato acabándose de desenroscar a mano.
Otra manera de proceder para el desmontaje del plato es intercalar una palanca (3 de la figura 204) entre las patas con la que se da una
sacudida fuerte y seca hacia abajo. Esta presión equivale al frenazo contra el tope visto en el procedimiento anterior y es suficiente para desclavar el plato.
DESCRIPCIÓN Y MANEJO DEL PLATO UNIVERSAL
Fíjese en la figura 205 y observe la especial forma del cuerpo del
plato (1) y las cavidades interiores para alojamiento de los mecanismos
que hacen posible la fijación de piezas de distintos tamaños. Este cuerpo
es de un acero especial de alta resistencia.
En su parte anterior van unas ranuras especiales que sirven de guía
para las garras en sus desplazamientos; en su parte exterior están dispuestos unos agujeros, en los que se alojan los piñones que ordenan la
apertura o cierre de las patas, según se accionen en un sentido o en
otro, mediante la llave (2). Uno de. los extremos de esta llave es dé,
sección cuadrada y se introduce en un alojamiento también cuadrado (3)
—347—
Figura 205. — Plato universal de 3 garras. — 1, Cuerpo del
plato universal. — 2, Llave de apriete. — 3, Alojamiento
cuadrado para la llave. — 4, Garras. — 5, Guías de las garras. — 6, Piñones de apertura y cierre. — 1, Corona de
mando de las garras. — 8, Dentado de las garras. —• 9, Tapa
posterior y de fijación de piñones. — 10, Tornillos de fijación de la tapa. — 11, Ranuras para fijaciones auxiliares. —
a, sentido de giro para cierre del plato. — b, sentido de rotación de la corona. — c, Desplazamiento de las patas hacia
adentro
—348—
de los piñones (6). Dando a la llave un movimiento de giro en un sentido
o en otro, se abren o se cierran las garras. Así, por ejemplo, si se hace
girar en el sentido de la flecha a, las garras se cierran.
Los piñones (6) engranan, a su vez, con la corona (7). La corona es
una pieza en forma de disco, construida de un acero especial (cromoníquel), templado y rectificado, y de una gran resistencia al desgaste.
Se trata, en realidad, de la pieza más difícil y más cara de todo el plato
universal y, por tanto, es a la que debe prestarse más atención en cuanto
a su limpieza y conservación se refiere.
La corona (7) lleva un dentado por su parte posterior, que es el
que engrana con los piñones. Esta parte de la corona trabaja como una
cremallera circular, por lo que el piñón es cónico, según usted puede
observar en la figura.
En su parte delantera lleva tallada una rosca plana de sección cuadrada. Se llama rosca plana porque es como una espiral (figura 206), desarrollada toda ella sobre un mismo plano.
Figura 206. -— Espiral de la corona del plato universal y sección transversal. — 1, Dentado que engrana con los piñones. — 2, Rosca plana que hace desplazar las patas. ¡—.
b, Giro de la corona. — c, Desplazamiento de las patas que correspondería al giro (b).
Al hacer rodar la corona según la flecha b de la figura 205, como,
consecuencia del giro comunicado por la llave, la espiral hace que las garras, que también llevan una rosca de este tipo en su parte inferior (8),
se comporten como una tuerca, desplazándose según la rosca de la corona y a lo largo de las guías del plato, según la flecha c de la figura 205.
—349—
La corona (7) y los piñones (6), que van simplemente alojados en
el cuerpo (1) del plato, se sujetan con una tapa posterior (9), que se
fija con unos tornillos (10), formando así un solo cuerpo. Una vez montado todo, queda un pequeño encaste para el exacto acoplamiento del
contraplato.
LAS PATAS DE AGARRE
Las patas de agarre son las que, actuando directamente sobre la
pieza la fijan fuertemente. Esta fijación debe ser lo suficientemente
fuerte para resistir a los esfuerzos de corte y, a la vez, no ser demasiado
fuerte para que no llegue a deformar ni a marcar las piezas.
La fuerza con que se debe sujetar la pieza varía para cada tipo y
forma de pieza; como también según el trabajo a realizar, el acabado de
las superficies en que se deben apretar las garras, etc. Así, pues, para
una buena fijación deben tenerse en cuenta todos los aspectos del trabajo a realizar, lo que hace que la fijación precisa de cada pieza denota
al operario experimentado. Este dominio se adquiere como un hábito y
sin que uno mismo se dé cuenta; no obstante, nunca debe descuidarse
este punto, pues es muy fácil que por una sujeción defectuosa la pieza
se deforme o salte con el consiguiente riesgo de accidente.
Figura 207. — Plato universal dé 4 garras con los dos juegos de éstas. — 1r Garras al
derecho. — 2, Garras vueltas.
—350—
En la figura 207 se muestra un plato universal de cuatro garras con
los dos juegos que se entregan con el plato.
Se especifica siempre el número de garras de que dispone el plato,
pues se construyen de dos, tres y cuatro garras. Llevan, generalmente,
como usted ya habrá observado, tantos piñones de apriete como garras,
situados precisamente en el centro de cada dos garras. Es indiferente el
que la fijación se haga por uno u otro piñón, aun cuando se recomienda
que en un mismo trabajo se efectúen las fijaciones desde el principio
al fin por el mismo piñón, con el objeto de que siempre queden centradas las piezas.
Las patas de la figura 207 señaladas con el número 1 se llaman
garras al derecho y son destinadas a fijar superficies exteriores o interiores medias, es decir, las que al fijarlas no hagan sobresalir demasiado
las garras del diámetro exterior del plato. (Nunca deben salir más de la
mitad de la garra).
Las garras 2 se llaman garras vueltas al revés y son las que han del
fijar grandes superficies también exteriores o interiores.
Vea en la figura 208 esquemas de fijación con los dos juegos de
patas.
Figura 208. — 1. Fijación exterior con garras al derecho. — 2. Fijación interior con
garras al derecho. — 3. Fijación exterior con garras al revés.
MONTAJE DE LAS GARRAS
Ya es bien sabido que siempre interesa que la pieza gire lo más
concéntrica posible con el eje; para que ocurra así, las patas deben fijarla precisamente en la posición correcta, es decir, deben estar colocadas
de forma que queden a la misma distancia del centro.
Para el correcto montaje de las patas conviene tener en cuenta que
—351—
Figura 209. — Indicaciones para montar las garras.
van marcadas con un número, tal como se aprecia en la figura 209, del
1 al 3 ó del 1 al 4, según el plato sea, de tres o cuatro garras. También,
el plato lleva los mismos números marcados en el fondo de las ranuras
de guía, según se indica en la misma figura 209, en la que se aprecia la
garra y plato marcadas con el número 1.
El montaje se efectúa de la siguiente forma:
Se introduce la llave en uno cualquiera de los piñones y se le hace
girar hasta que en el alojamiento señalado con el 1 se ve aparecer el
principio de la rosca. Luego, girando la llave al revés, se la hace retroceder, según indica la flecha, hasta que se esconde; se mete la pata marcada con el 1 y se vuelve a hacer girar la llave en sentido contrario al de
la flecha hasta notar que la pata queda cogida.
Seguidamente, se da una vuelta y se procede igual con la segunda
garra, y luego, con la tercera, y, si el plato es de cuatro garras, con la
cuarta. De esta forma quedan montadas las garras concéntricas.
Para cambiarlas, basta hacer girar la llave de forma que las patas
se desplacen hacia fuera y salgan de la rosca; por último, se montan las
otras, exactamente siguiendo el mismo método que se ha explicado.
Antes de proceder a su montaje no debe descuidarse nunca el limpiar perfectamente las garras y las guías del plato.
La limpieza del plato universal es muy importante, pues la viruta
entra fácilmente por las guías y puede atascar la rosca y los piñones,
además de forzar la posición o deslizamiento de las patas; dificultando
el centro de las piezas.
—352—
MONTAJE Y CENTRADO
DE LA PIEZA
Al montar la pieza en el plato
universal se procura ya dejarla sensiblemente centrada, pero la mayoría de las veces depende, claro está,
del acabado que ya tenga la pieza y
de su importancia; este centrado
debe ajustarse en toda su longitud,
y para ello se fija la pieza suavemente, y después, haciéndose girar
el plato a mano o con una velocidad
mínima, se señalan las partes salientes (fig. 210), golpeando éstas
con un martillo o con una maza,
hasta conseguir un perfecto centrado. Cuando el centrado requiere una
muy acusada precisión, se lleva a
cabo con comparador, tal como usted estudió en la pasada lección.
Una vez centrada la pieza, se
fija fuertemente, y de nuevo se
comprueba su fijación.
Figura 210. — Comprobación del salta
de una pieza. — 1, Con tiza. — 2, Con.
comparador.
GARRAS BLANDAS
Fue precisamente para lograr un rápido centrado de las piezas en
plato universal que se idearon las llamadas patas o garras blandas.
La garra normal (fig. 211) del plato universal rebajada de sus tres
escalones y con una pieza postiza de acero dulce, fija a la primera con
dos tornillos, constituye la garra blanda (fig. 212).
Se llama garra blanda porque siendo las garras de acero templado,
son muy duras, y, sin embargo, los postizos interesaba fueran blandos
para poderse mecanizar.
TORNEADO DE LAS GARRAS BLANDAS
Las garras blandas se utilizan para pequeñas series o trabajo repetitivo, pues para una sola pieza no es económica su preparación/aunque
a veces sea aconsejable por su precisión.
—353—
Figura 211. — Garras de plato universal. — 1, Guías de las garras a encajar en 'Las
del plato universal. — 2, Dientes que «roscan» sobre la corona. — 3, Cabeza de las
garras.
Para que la pieza quede bien
centrada, las garras deben estar
mandrinadas a la medida correspondiente a la pieza, es decir, interesa
que las patas, una vez cerradas, fijen
el diámetro justo de la pieza.
Por esta razón, se fija (fig.
213) entre las patas una arandela
cualquiera, pero que tenga un diámetro tal, que una vez fijada, permita el mandrinado de las patas a
la medida precisa, rebajando un mínimo de material. Después de mandrinadas a la medida precisa, se
aflojan las garras, se saca la arandela y, al fijar la pieza, volverán las
patas a la posición que tenían antes,
quedando perfectamente concéntricas respecto del eje.
Como es fácil deducir, la fijación con garras blandas debe hacer-
Figura 212.
rra blanda.
—354—
1, Garra dura. — 2, Ga3, Tornillos de fijación
Para piezas cortas
Para piezas largas
Figura 213. — Mandrinado de las garras dulces o blandas.
se siempre sobre una superficie de
la pieza previamente torneada, aunque sea a desbaste.
PLATOS DE GARRAS
Si bien el elemento o accesorio
de fijación más importante es el
plato universal, el equipo completo
de platos de un torno lo constituyen,
además, el plato de garras, el plato
liso y el plato de arrastre.
Vea en la figura 214 un plato
de garras. Este tipo de plato sirve
para fijar piezas de formas variadas
irregulares. Las patas pueden maniobrarse por separado, según convenga a la forma de la pieza, ya que
el tornillo de apriete es independiente para cada una. Son, además,
reversibles, es decir, que las mismas
patas pueden montarse de las dos
maneras, ya que según se aprecia
en el esquema de la figura 215, basta con girar la garra y montar el tornillo por el otro extremo. Al hacer
girar el tornillo, la pata se desliza
Figura 214. — Plato de garras. — 1,
Cuerpo del plato. — 2, Patas reversibles.
3, Tornillos de apriete. — 4, Guías de
las patas.
—355—
Figura 215. — Montaje de las garras.
Figura 216. — Fijación de una pieza en un plato de garras.
por sus guías, debido al mismo principio que vió para el vastago de la
contrapunta. Una vez centrada la pieza, las patas se fijan fuertemente
con unos tornillos a la cara posterior del plato. En la figura 216 se ve
la fijación de una pieza de forma muy irregular en un plato de este tipo.
— 356 —
PLATO LISO
El plato liso (figura 217) no es
más que un disco completamente
liso que se monta sobre la rosca del
eje principal. Lleva una serie de agujeros roscados distribuidos por toda
su superficie.
Su finalidad es la fijación de
piezas de formas muy diversas por
medio de bridas y tomillos (fig. 218)
y aun, a veces, con escuadras auxiliares (figura 219).
En este tipo de montaje debe
tomarse una importante precaución:
neutralización del desequilibrio oca- Figura 217. — Plato liso (vista posterior)
Figura 218. — Fijación en un plato liso con bridas y tornillos. —• 1. Bridas de fijación. —
2. Tornillos. — 3. Plato liso. — 4. Pieza.
sionado por la concentración de pesos en una zona determinada del plato
y que obliga al empleo de contrapesos bien repartidos y fijados en las
zonas más ligeras del plato.
Como comprobación rápida de este equilibrado, puede observarse
si proporcionando al plato con el eje principal desembragado un movimiento leve de rotación con la mano, o al pararse, no se vuelve
hacia atrás.
— 357 —
Figura 219. — Mecanizado de una pieza fijada en una escuadra montada en un plato
liso. — 1, Plato liso. — 2, Escuadra. — 3, Pieza. — 4, Tornillos fijación de la escuadra. — 5, Bridas. — 6, Tornillos fijación pieza.
Además, tenga usted en cuenta que siempre es recomendable trabajar con una marcha ligeramente inferior a la normal.
PLATO DE ARRASTRE
El plato de arrastre (figura 220)
es un plato liso de pequeño diámetro, sin agujeros y con un tope montado, cuya utilidad usted estudiará
al tratar de los perros de arrastre
para el mecanizado entre puntos.
Figura 220. — Plato de arrastre. — 1,
Plato. — 2, Tope conductor.
PLATOS ESPECIALES
Los trabajos en serie organizados ya en muchas fabricaciones distintas han hecho que aparecieran nuevos elementos de fijación, alguno
de los cuales va a estudiar a continuación.
-.358 —
PLATO COMBINADO
Es, como su nombre indica, una
combinación de plato universal y
plato de garras y su manejo es igual
que en los dos nombrados. En la f i gura 221 se muestra uno de estos
tipos de platos.
PLATO DE PINZA
El mecanizado de pequeñas
piezas en serie con los platos que
con detalle acaba usted de estudiar
presentaba el inconveniente de no
lograr un centrado perfecto de la
pieza en un tiempo mínimo. Para
Figura 221. — Plato combinado. — 1 ,
Tornillos de apertura y cierre. — 2, Tornillos de mando individual de las garras.
Figura 222. — Plato de pinza.
conseguir un rápido centrado se proyectó el plato de la figura 222, en
el que las piezas de pequeño diámetro se fijan con una pinza especial
para cada medida.
Estas pinzas son de acero muy elástico y llevan una abertura que
les permite un pequeño cierre o apriete al ser llevadas hacia atrás y
clavarse el cono del extremo.
—359 —
Figura 223. — 1. Cuerpo del plato. — 2. Piñones de apertura y cierre. — 3. Corona. —
4. Pinza. — 5. Rosca para el desplazamiento de la pinza. — 6. Parte cónica de cierre. —
7. Ranura de cierre. — 8. Cono de sujeción. — 9. Diámetro de la pieza.
Fíjese en la figura 223 cómo está formado este plato. La abertura
y cierre se hace exactamente igual que con el plato universal. Los piñones (2) hacen girar la corona (3) y montado juntamente con la corona
y formando con ella una sola pieza, hay una tuerca especial que al roscar en un sentido o en otro ordena un desplazamiento a la pinza. Suponga usted que se rosca en el sentido de las flechas del dibujo: la
parte cónica de la pinza, al clavarse, tiende a cerrar la ranura (7) y el
diámetro D disminuye ligeramente, pero lo suficiente para fijar la pieza.
Apurando todavía más lo que respecta a la disminución del tiempo
que se ha de invertir para fijar y centrar una pieza, estos datos presentan el inconveniente de tener que parar la máquina para montar o
desmontar la pieza. Este inconveniente queda suprimido con el empleo
de los platos de la figura 224, en los que la apertura y cierre de la pinza
se efectúa mediante una palanca y sin necesidad de parar la máquina.
—360—
Figura 224. — Plato pinza de apertura rápida.
Figura 225. — Plato «CUMBRE» de apertura rápida. Se puede montar pinza o garras
blandas.
Estando, a pesar de todo, la limitación de es,tos platos en las pinzas
(una pinza de diámetro 14, por ejemplo, puede fijar piezas desde 13,8 mm
a 14,2 mm de diámetro) se precisa una pinza para cada diámetro distinto
de pieza que se trabaje (estas pinzas suelen construirse de milímetro en
milímetro); el plato CUMBRE de la figura 225 presenta la gran ventaja
de que, al poder aplicarle indistintamente pinza y patas, se consigue una
amplísima variedad de diámetros a fijar, efectuándose la apertura y cierre
para ambos casos, por medio de palanca y de una forma muy rápida.
PLATOS
NEUMÁTICOS
El plato neumático es un tipo especial de plato universal, en el que
la fuerza para la apertura y cierre de las patas la proporciona el aire
comprimido, es decir, a presión. En la figura 226 se muestra un plato
de este tipo montado en un pequeño torno.
Figura 226. — Plato neumático acoplado en un pequeño torno. — 1, Plato. — 2, Válvula
de mando. — 3, Cilindro de presión. — 4, Tubos de entrada y salida de aire.
El empleo del plato neumático reduce los tiempos de montaje y
disminuye la fatiga del operario. Estos platos se adaptan fácilmente en
tornos paralelos y los transforman en máquinas para trabajar en serie.
El funcionamiento es sencillo: mediante un compresor se manda
aire comprimido y se abre la válvula de paso (a mano o con el pie, si
—362—
Figura 227. — Esquema de circulación del aire comprimido en el equipo de un plato
neumático.
es de pedal) y el aire comprimido empuja un cilindro, según se indica
en la figura 227. Este cilindro actúa por medio de una barra de unión
Figura 228. — Interior de un plato neumático. — a) Pistón en posición adelantada.
Garras abiertas. — b) Pistón en posición retrasada. Garras abiertas. — 1, Barra de
Unión. — 2, Cuñas de desplazamiento. — 3, Garras del plato. — 4, Garras postizas o
blandas. — 5, Tornillos de fijación contraplato. — 6.
Cuerpo del plato. — 7, Tornillos
fijación garras postizas.
-363—
sobre unas cuñas que hay en el interior del plato, y que hacen desplazar
las patas hacia arriba, es decir, las abre.
Para cerrarlas, se acciona la válvula de mando al revés; y el cilindro
va hacia atrás, expulsando el aire a través de la válvula y arrastrando
la barra de unión, que desplaza las patas hacia abajo, cerrándolas.
Vea en la figura 228 el detalle interior de un plato de este tipo,
en el que se aprecian las cuñas que desplazan las garras en un sentido
o en otro, según convenga.
Como es fácil deducir, los platos de este tipo se acoplan, sobre
todo, en tornos muy rápidos y deben
reunir unas ciertas seguridades. Vea
en la figura 229 la forma en que van
aseguradas las patas. Las cuñas,
montadas en la parte inferior de las
garras, van, además, sujetas con una
especie de gatillo; en la figura 230
se muestra cómo se desmontan. Todas estas figuras pertenecen a un
determinado plato neumático, el alemán FORKARDT, considerado de
los mejores, pero, aunque cada fabricante los hace distintos, los principios y funcionamientos son siem- Figura 229. — Fijación de las garras. —
1, Cuerpo del plato. —• 2, Garras. —
pre los mismos.
3, Cuña. — 4, Trinquete de seguro.
Figura 230. — Desmontado de las garras del plato neumático FORKARDT.
—364—
En la figura 231 se observa la
facilidad con que se montan las piezas en estos platos; téngase en
cuenta que el operario no debe hacer más fuerza que la precisa para
sostener la pieza hasta ser fijada,
pues el mando de la válvula ya no
puede ser más suave.
La preparación y manejo de las
garras dulces son iguales que en los
demás tornos, pero en estos tipos
las postizas suelen ser montadas sobre unas estrías y fijadas con unos
tornillos, como se ve en la figura
2 3 1 , presentando la ventaja de poderse desplazar las garras blandas a
todo lo largo de las garras del plato.
También en la figura 205 se observa
este detalle.
MONTAJES AL AIRE SOBRE
TORNEADOR
Figura 231. — Montaje de una pieza en
un plato neumático.
En los montajes al aire vistos
hasta ahora, todos los tipos de plato fijaban las piezas por sus diámetros
exteriores. Para los casos en que las piezas hayan de ser fijadas por
diámetros interiores se dispone de los torneadores. Aunque se hacen
torneadores de muy diversos tipos, pueden agruparse en dos grupos:
los que se montan al aire y los que se montan entre puntos.
En los del primer grupo, los torneadores se montan directamente
sobre el cono del eje principal y pueden clasificarse en dos tipos: torneadores fijos y torneadores extensibles.
TORNEADORES FIJOS
Son aquellos en los que el diámetro de fijación es, como su nombre
indica, fijo. Vea en la figura 232 la forma en que se sujeta la pieza por
medio de una arandela y una tuerca. En un torneador de este tipo y
para asegurar una perfecta concentricidad entre los diámetros, el diámetro interior ha de estar mecanizado con una tolerancia tal que entre
—365—
Figura 232. — Torneador fijo en el cono del eje principal. — 1, Pieza a cilindrar. —
2, Torneador. — 3, Eje principal. — 4, Superficie de centrado. — 5, Superficie de tope.
6, Tuerca y arandela de fijación. — 1, Caras refrentadas con anterioridad y bien perpendiculares al mandrinado.
perfectamente ajustado en el torneador. La pieza debe llevar, además,
las caras refrentadas para evitar que al fijar la tuerca se incline la pieza
hacia un lado por no hacer buen asiento la arandela sobre la cara lateral
de la pieza.
Figura 233. — Toneador extensible. — 1, Cono torneador. — 2, Parte extensible. —
3, Tornillo cónico de fijación. — 4, Tuerca para desmontaje de la pieza. — 5, Rosa
para montar la tuerca.
—366—
TORNEADORES EXTENSIBLES
Los torneadores extensibles se emplean para facilitar el mecanizado
de piezas sobre torneador, a las que previamente no se les ha podido
refrentar las caras de apoyo. Se llaman así porque la superficie de centrado es una pieza de acero muy elástico y ranurada (fig. 233), de forma
que, al fijar un tornillo especial con cono (3), extiende la superficie del
torneador hacia fuera y sin necesidad de ninguna fijación más, aguanta
perfectamente a la pieza, por dicha presión contra la superficie del mandrinado.
Para ayudar a desmontar la pieza, se dispone de una tuerca que, al
girarla, como indica la flecha de la figura, expulsa la pieza hacia fuera.
Para piezas muy estrechas y delgadas constituye una buena solución la de la figura 234, que se aplica en un plato como el de la f i gura 223, cambiando únicamente el cono de sujeción y la pinza (especial
en este caso) y que recibe el nombre de pinza tulipa para exteriores.
Figura 234. — Pinza tulipa para exteriores.
PINZAS
Otro de los montajes al aire de piezas es el que se realiza utilizando
pinzas (figura 235). Las pinzas fijan por los diámetros exteriores, y el
inconveniente es, precisamente, que estos diámetros de sujeción deben
estar trabajados previamente y con cotas precisas. El montaje con pinza
es el más exacto de todos.
Se utiliza tanto para piezas cortas como para barras largas, pues
las pinzas agujereadas en toda su longitud, permiten el paso de la barra
—367—
Figura 235. — Pinzas para fijaciones en torno. — 1, Para barra calibrada exagonal. —
2, Para barra cuadrada. — 3, Para barra calibrada cilindrica.
a su través. Estas barras, que se encuentran en el comercio y de todas
medidas, pueden adquirirse ya completamente calibradas y, aún, de
formas diversas (cilindrica, cuadrada, exagonal, etc.).
Todas las pinzas acostumbran a ser con pocas variaciones, casi
iguales como las de la figura 235, aunque varía la forma en que se
efectúa su cierre.
Se necesita, al igual que los torneadores, una pinza para cada medida nominal, pues al utilizarla por
fuera de sus límites (de 0,2 a 0,3
mm por encima y por debajo de su
medida nominal) pierden precisión.
Las pinzas pueden fijarse en platos del tipo de las figuras 223, 224
y 225, o bien directamente sobre el
eje principal en los tornos que lo llevan especialmente dispuestos para
esta fijación (fig. 236). En estos casos, el cierre de la pinza se efectúa
por una palanca montada en el extremo posterior del eje, la cual acciona una barra que, unida a la pinza por la rosca posterior de ésta,
mete la pinza hacia dentro, o bien Figura 236. — Pinza montada directamaniobrando al revés hacia afuera
mente sobre el eje principal.
para abrirla (fig. 237).
Igualmente que en el caso de los torneadores, para piezas de diámetrosrnayores y siempre aplicada al plato de la figura 223 (que tiene
Figura 237. — Palanca de cierre de la pinza de la figura 236.
Situada en el extremo posterior del eje principal.
Figura 238. — Pinza tulipa para interiores.
muchas utilidades), pueden emplearse las llamadas pinzas de tulipas
para interiores (fig. 238).
—369—
Figura 239. — Pieza fijada entre puntos.
MONTAJE ENTRE PUNTOS
El montaje entre puntos se reserva para las piezas largas y flexibles; resulta el dispositivo de sujeción más sencillo y sólo requiere
accesorios poco costosos. El arrastre de las piezas queda asegurado por
el enlace entre el plato de arrastre
(fig. 220) y los perros de arrastre
que se fijan solidarios a la pieza.
Asimismo, las piezas tubulares,
o sea, en forma de tubos y alargadas,
se montan sobre torneadores fijos y
extensibles que se fijan entre puntos.
No obstante, y ante la importancia de este punto, lo desarrollaremos ampliamente en la próxima lección, así como los accesorios que se
emplean. Vea un ejemplo de una f i jación de este tipo en la figura 239,
así como en la figura 240 la forma
en que la pieza es fijada por el perro Figura 240. — Perro de arrastre fijando
un eje. — 1, Eje. — 2, Perro de arrasde arrastre.
tre. — 3, Tornillo de fijación.
—370—
matemáticas
para tornero
LECC
ION
CALCULO DE LA RAÍZ CUADRADA DE UN NUMERO MAYOR QUE 100
Fíjese bien en el procedimiento que se sigue para hallar la raíz
cuadrada de un número mayor que 100. No es de extrema complicación,
pero requiere estudiarlo bien para operar perfectamente.
Es muy posible que si usted desconoce cómo se calcula la raíz cuadrada de un número mayor de 100, se pregunte el porqué se opera de
esta forma. Aunque en Aritmética todo tiene su explicación, ahora no
interesa explicar dicho porqué para evitar confusiones. Lo que ahora
importa es saber cómo se procede, que es como seguidamente se explica.
1.
El número cuya raíz cuadrada se busca, se separa en grupos de
dos cifras empezando por la derecha. El primer grupo de la izquierda tendrá una o dos cifras. Veámoslo con el número 9 2 1 6 .
2.
Se piensa cuál es la raíz cuadrada exacta o aproximada por defecto del primer grupo de la izquierda.
—371—
3.
El cuadrado de la primera raíz se escribe debajo del primer grupo
y, seguidamente, se restan. Si la raíz es exacta saldrá cero, pero
si es inexacta por defecto quedará un resto.
4.
A la derecha del resto se escribe el segundo grupo de dos cifras
del número cuya raíz se busca y se separa la primera cifra de la
derecha con un punto.
5.
Se multiplica por 2 (siempre por 2) la raíz hallada del primer
grupo.
6.
Se dividen las dos o tres primeras cifras del resto, es decir, todas
las cifras del resto menos la separada por un punto, por el resultado obtenido al multiplicar por 2 la raíz de primer grupo.
7.
El resultado de la división se escribe a la derecha del divisor, es
decir, del resultado de multiplicar por 2 la raíz del primer grupo.
—372—
8.
El número así formado se multiplica por el resultado de la di-
visión.
9.
El producto de la multiplicación se escribe debajo del resto y se
resta de éste.
10.
Si resulta cero, el número hallado es la raíz exacta y si queda un
resto, la raíz es inexacta. La segunda cifra de la raíz, exacta o inexacta por defecto, es el número que ha resultado de la división y se
escribe junto a la raíz del primer grupo.
11.
De haber más grupos se procede exactamente igual como se ha
procedido después de haber hallado la raíz del primer grupo.
—373—
PRUEBA DE LA RAÍZ CUADRADA
Para comprobar si se ha operado bien, la raíz hallada se eleva al
cuadrado, es decir, se multiplica por sí misma. Si la raíz es exacta el resultado ha de ser igual al número cuya raíz se ha buscado, si en cambio,
es inexacta dará este número sumando al resultado de la multiplicación
el resto del último grupo.
96 x 96 = 9216
EJEMPLO DE CALCULO DE LA RAÍZ CUADRADA EN UN
NUMERO MAYOR DE 100
Compruebe que en el siguiente ejemplo se ha procedido de acuerdo
con las explicaciones anteriores.
Hallar la raíz cuadrada del número 58.564
— 00 0
CASOS PARTICULARES EN EL CALCULO
DE LA RAÍZ CUADRADA
El cálculo de la raíz cuadrada presenta unos casos particulares que
varían el procedimiento que usted ha estudiado. Suponga que se ha de
buscar la raíz cuadrada 567. Usted recuerda cómo se procede:
-374—
Compruebe que se ha operado tal como se ha explicado anteriormente. Fíjese ahora en lo que ocurre al buscar el segundo número
de la raíz.
¿Qué es lo que ocurre? Sencillamente, que no puede efectuarse
la resta porque 176 es mayor que el 167 y ello indica que 4 no puede
ser la segunda cifra de la raíz. Lo que debe hacerse en este caso es
probar el número inmediatamente más bajo, en este caso el 3, haciendo
con él lo mismo que se ha hecho con el 4.
Operando con 3 el resultado de la multiplicación ha podido restarse de 167 por ser menor; 3 es, por lo tanto, la segunda cifra de la
raíz cuadrada inexacta del número 567. Haga usted la prueba:
Resto
—375—
En el caso de que con el 3 el resultado obtenido en la multiplicación hubiese resultado aún mayor para ser restado de 167 debía haberse probado la cifra inmediata inferior.
Otro caso es el que se presenta en el siguiente ejemplo:
Hallar la raíz cuadrada de 855.
Fíjese que el número obtenido en la división es 11. Cuando esto
ocurre, es decir cuando el cociente de la división es mayor de más de
una cifra no se opera con este número. En su lugar se prueba la cifra 9.
Compruebe que 9 es la segunda cifra de la raíz cuadrada inexacta
del número 855:
Resto
—376—
Fíjese ahora, por último, en el caso que se presenta en este otro
ejemplo:
Hallar la raíz cuadrada del número 164.836
Se ha multiplicado por 2 la raíz hallada del primer grupo y con el
producto no puede dividirse el resto por ser éste menor y un número
decimal no sirve en este caso; cuando esto ocurre, la segunda cifra es 0.
Sabido esto se baja el tercer grupo del número y se opera con el
resto normalmente.
Compruebe que 406 es la raíz cuadrada exacta del número
164.836.
406 X 406 = 164.836
—377—
interpretación planos
LECCIÓN
PLANOS Y TAMAÑO NATURAL
En la mayor parte de los planos que se utilizan en la industria
de construcción mecánica, las dimensiones de las vistas son iguales
a las dimensiones correspondientes a las piezas; es decir, que si una
determinada dimensión de la pieza mide por ejemplo 45 mm , la misma
dimensión en el plano mide también 45 mm en la vista correspondiente. De estos planos se dice que están dibujados a tamaño natural.
En ellos cualquier medida tiene una longitud igual a la de la pieza
que representa y por ello todas las longitudes acotadas en las vistas
tienen una medida que coincide con las anotadas en las cotas. Vea en
la figura 100 el plano a tamaño natural de una pieza y compruebe en
él cómo cada longitud coincide con la anotada en la cota.
PLANOS A ESCALA
Aun cuando, como se acaba de decir en el párrafo anterior, la
mayoría de los planos empleados en mecánica están dibujados a tamaño
—379—
Figuro 100.
natural, en algunos casos no es posible hacerlos así, unas veces porque
las piezas son de tamaño muy grande y los planos resultarían de un tamaño difícil de manejar y de leer y, otras veces, porque las piezas son
muy pequeñas o tienen detalles muy pequeños que en el plano no se
podrían dibujar con precisión y claridad.
—380—
En estos casos los planos se dibujan con las vistas de un tamaño
menor o mayor que la pieza, según sea necesario, para facilitar el manejo, la lectura y la interpretación de los mismos. A los planos así dibujados se les llama planos a escala. Así, pues, en los planos a escala el
dibujo de las vistas es mayor o menor que la pieza real que representan.
Sin embargo, para facilitar la lectura e interpretación de un plano
de este tipo, todas las medidas de las distintas dimensiones en el plano
están en la misma proporción con las correspondientes de la pieza, así,
por ejemplo, si una medida del plano es la quinta parte de la longitud
correspondiente, de la pieza, todas las otras medidas del plano son también iguales a la quinta parte de las medidas correspondientes de la
pieza. En las cotas de un plano a escala se escriben las medidas de la
pieza, no las medidas del dibujo, con la finalidad de que los que han
de utilizar el plano para construir la pieza no tengan que hacer operaciones aritméticas para averiguar las medidas que ha de tener la pieza.
Fíjese en la figura 101; todas las medidas del dibujo son la quinta
parte de las indicadas en las cotas, este es, pues, un dibujo a escala de
la pieza que representa.
ESCALA
Ahora que usted sabe lo que es un plano a escala, va a estudiar
lo que es la escala de un plano.
Usted ha visto que todas las medidas de un plano a escala eran
un determinado número de veces mayores o menores que las medidas
correspondientes de las piezas. Cuando con dos grupos de cantidades
sucede esto, se dice que estas cantidades son proporcionales, o/también,
que entre ellas existe una relación determinada. Cuando existen dos
grupos de cantidades proporcionales como, por ejemplo, las medidas de
un plano a escala y las medidas correspondientes de la pieza, al dividir
cada una de las de un grupo por la correspondiente del otro, los cocientes
de las divisiones son iguales. Por ejemplo, si se divide la longitud A-B
del plano de la figura 101, que mide 70 mm , por la medida correspondiente de la pieza, que es de 350 mm , según indica la cota, el cociente
es 0'20, si se divide la longitud de la línea C-D del mismo plano, que
mide 24 mm , por la longitud correspondiente de la pieza que mide
120 mm , según indica la cota, se tiene también 0'20, y lo mismo sucede con cualquier otra de las medidas. A este cociente, que es igual
para cualquier medida del plano y su correspondiente de la pieza, es a
—381—
lo que se llama relación entre las medidas del plano y las medidas de la
pieza, y también se le da el nombre de escala del plano.
Así pues, en resumen, a escala de un plano es la relación o cociente
de dividir una medida de! plano por su correspondiente medida de la
pieza.
COMO SE REPRESENTA LA ESCALA EN LOS PLANOS
Aun cuando en los planos se indican las medidas por medio de las
cotas, es una norma el indicar también la escala a que están dibujados,
por si hay necesidad de tomar una medida o comprobarla.
Como usted ha visto, la escala es un cociente o relación. Usted sabe
que un cociente se puede representar por un quebrado, así, por ejemplo,
en el caso de la figura 101, el valor de la escala, que es 0'20, podría
indicarse por el quebrado 70/350 o por el quebrado 2 / 1 0 y también
por cualquier otro cuyo cociente fuese 0'20, pero siempre en el quebrado
el numerador representa una medida del plano, y el denominador la medida correspondiente de la pieza. Sin embargo, para simplificar la indicación de la escala se toma siempre el quebrado que tiene como numerador o como denominador la unidad. Así, en el ejemplo anterior, la
escala se representaría por el quebrado 1/5, cuyo valor, como usted
puede comprobar, es igual a 0'20. También se suele escribir en los
planos en forma de división indicada 1 : 5. Estas expresiones se leen
como si fuesen divisiones indicadas; así, por ejemplo, 1/5 ó 1 : 5 se
leerá uno es a cinco.
ESCALAS DE REDUCCIÓN Y ESCALAS
DE AMPLIACIÓN NORMALIZADAS
Aunque los planos podrían dibujarse a cualquier escala, para facilitar al máximo la interpretación de los cálculos, se han escogido y establecido como normales unas cuantas determinadas y los planos a escala
suelen siempre estar hechos a una u otra de estas escalas normalizadas.
Las escalas normalizadas en España son:
La escala 1 : 1, ésta corresponde al tamaño natural, puesto que a
una longitud
1 del dibujo corresponde una longitud 1 de pieza, o
sea, que las longitudes del dibujo son iguales que las de la pieza.
383
LAMINA 12
LAMINA 13
Las escalas 1:2'50; 1:5; 1:10; 1:20; 1:50; 1:100; 1:500 y
1:1.000. Estas escalas se utilizan para dibujar planos cuyas dimensiones
son menores que las de las piezas y se llaman, por ello, escalas de reducción.
Las escalas 2 : 1,5 : 1 y 10 : 1. Estas se emplean para dibujar
planos o detalles en los planos cuyas dimensiones son mayores que las
correspondientes de la pieza y se llaman, por ello, escalas de ampliación.
Para que se haga mejor cargo, vea en la lámina 12 el dibujo de un
rectángulo a tamaño natural (Escala 1 : 1) y el mismo dibujo a distintas
escalas de reducción, compruebe que las medidas indicadas en las cotas
son siempre las mismas, puesto que se trata de la misma pieza, y que
las medidas de los dibujos son iguales a las de las piezas divididas por el
denominador de la escala.
En la lámina 13 se presenta el dibujo de un círculo a tamaño natural y el del mismo círculo a distintas escalas de ampliación. Compruebe
también aquí que las cotas tienen también la misma indicación de medida,
pero en este caso las medidas del dibujo son iguales a las de la pieza
multiplicadas por el número de la escala.
En los planos, la escala a que están hechos se escriben en el recua-
Figura 102
—386—
dro donde se ponen las indicaciones generales del plano, tales como
nombre y número de la pieza, empresa constructora, material de que se
hace la pieza, etc.; en la figura 102 se muestra uno de estos recuadros,
y en él puede ver la escala indicada.
Figura 103
Si en el plano, además de las vistas dibujadas a una escala determinada, hay detalles o vistas dibujadas a otras escalas; en el recuadro se
indica la escala principal con caracteres más gruesos, y las otras escalas
con caracteres más pequeños, como se muestra en la figura 103; y además, al pie de las vistas o detalles que están dibujados a distinta escala,
se indica ésta, como se muestra en la figura 104.
Detalledelosdientes
Figura 104
CALCULO DE UNA MEDIDA NO ACOTADA
EN UN PLANO A ESCALA
Aun cuando en los planos deben figurar todas las medidas necesarias para realizar cualquier trabajo de construcción o fabricación de la
—389—
pieza representada, puede darse el caso de tener que calcular una med
da de la pieza que no figure acotada en el plano hecho a escala.
Este cálculo es de gran sencillez si las escalas son las normalizadas
tienen, como numerador o denominador, la unidad.
En los casos en que el plano esté dibujado a escala de reducción
normalizada, bastará multiplicar la medida tomada sobre el plano por
el denominador de la escala, y el producto será la medida de la pieza
Por ejemplo, en la figura 105, la medida desde a hasta b, es de 3'5 mm
si el plano está representado a escala 1 : 5, la medida en la pieza es
de 3'5 X 5 = 17'5 mm.
Tratándose de escalas de ampliación normalizadas, la medida de
pieza se calcula dividiendo la medida del plano por el numerador de
la escala; así por ejemplo, la medida C hasta D, en la figura 106, es
de 10 mm , estando el plano a escala 2 : 1, la medida de la pieza
será de 10 : 2 = 5 mm.
En un plano dibujado a una escala cualquiera, la medida de la pie
puede calcularse multiplicando la medida tomada sobre el plano por
denominador de la escala y dividiendo el producto por el numerador
de la escala: Por ejemplo, si es un plano dibujado a escala 5 : 7 se
tomado una medida de 25 mm., la medida correspondiente en la pie
25 X 7
será de
= 35 mm.
5
—390—
Tomo 8
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
PIEZAS DE FUNDICIÓN
Recuerde usted que en la lección 2.a de esta asignatura se habló de
las piezas fundidas y el modo de fundirlas. Interesa destacar la importancia de la función en todas las ramas de la industria mecánica. Debido a
las necesidades en la construcción hoy en día se funden piezas de gran
tamaño y formas complicadísimas, desde la bancada de una máquina de
tipo corriente hasta el bloque de un motor Diesel de varias toneladas de
peso, desde la pieza pequeña de fundición maciza hasta la culata de un
motor con todos sus conductos de agua y de mezcla de gas que no pueden
comunicarse, puesto que el motor no funcionaría. Estas necesidades han
obligado a realizar estudios y ensayos del comportamiento y las posiciones
de las piezas una vez en servicio.
En esta lección va a estudiar usted el proceso de la pieza fundida desde que está en el molde hasta que es colocada en una máquina para su
mecanizado.
Es frecuente el caso de que dos piezas fundidas del mismo material, al
mecanizarlas parecen tener diferentes estructuras incluso ser una más
dura que otra. Ahora verá usted por qué.
—393—
Sabe ya que hay dos clases de fundición, la llamada función gris y la
fundición blanca. La primera puede trabajarse sin dificultad, mientras que
la fundición blanca no puede ser trabajada con herramienta a no ser que sea
sometida a un tratamiento térmico. Sin embargo, la composición de los dos
tipos de fundición es igual en cuanto a contenido de carbono. Lo único que
las diferencia es la forma en que se encuentra el carbono. En la fundición
gris está en forma de carbono libre, o grafito en su mayor partes mientras
que en la fundición blanca la mayor parte del carbono se encuentra combinado. Es decir, que las propiedades físicas dependen principalmente de
las cantidades relativas de estas dos formas de carbono.
Ahora bien, el que el carbono se encuentre de una forma u otra depende de la velocidad de enfriamiento de la pieza una vez fundida ,o sea
cuando se ha hechado el hierro líquido en el molde. Cuando se enfría rápidamente por procedimientos especiales se obtiene la fundición blanca.
El que en dos piezas de fundición gris, una parezca más dura que la
otra, es debido a que a veces al fundir no se deja pasar el tiempo suficiente para que la pieza se enfríe lentamente y se saca del molde aún caliente, por lo que la capa superficial tiende a convertirse en fundición blanca y, por lo tanto, se endurece.
Debe tenerse en cuenta que las piezas de fudición son frágiles, es
decir, que se rompen fácilmente si se las golpea y son más frágiles cuando
más dura es la fundición. Por esto, debe tenerse cuidado cuando se trabaja
con piezas de fundición de poco espesor en no dar golpes y, a fijarlas en la
máquina, no apretarlas en falso, pues se rompen con facilidad a causa de
que la fundición es poco flexible y sí muy quebradiza.
TENSIONES INTERNAS
Las piezas al enfriarse en el molde se contraen. Esta contracción ya se
tiene en cuenta al hacer el modelo y por este motivo se hace más grande.
Como dato curioso, sepa que los metros que utilizan los modelistas son más
largos, contando que la contracción del hierro es de 1,5 % aproximadamente y varía según los materiales, siendo la contracción del aluminio del 4,6 %
aproximadamente. La contracción no es instantánea ni uniforme, ya que la
pieza se enfría progresivamente desde la parte exterior al núcleo.
Estas contracciones que se van efectuando unas después de otras producen unas tensiones entre las moléculas del material, tensiones que es necesario eliminar antes de mecanizar la pieza.
—394—
MOVIMIENTOS O DEFORMACIONES DEBIDOS A LAS TENSIONES
Fundida la pieza y sacada del molde, si la pieza es maciza y la función
que ha de desempeñar en el mecanismo en el que. va a ir montada, no es
de precisión, puede mecanizarse tranquilamente; pero si la pieza es de forma complicada con paredes y diferencias de espesor en las mismas ha de
tenerse en cuenta que la pieza tiene unas tensiones internas que deben
ser eliminadas. De no eliminarlas, una vez la pieza esté mecanizada y acabada las tensiones la deformarán.
Sirva de ejemplo la bancada o la mesa de una máquina. Esta pieza tiene
que quedar perfectamente acabada y ajustada, pues de ello depende la
calidad y exactitud de la máquina. Pues bien, si acabado de fundir, se mecaniza y se monta, al cabo de un tiempo esta pieza hace movimiento y se
deforma a causa de las tensiones internas.
Cuando se trata de obtener una pieza de fundición sin tensiones, se dice
que debe estar estabilizada. La estabilización de la fundición se consigue
con el «envejecimiento» del material. Este envejecimiento puede ser natural
o artificial.
ENVEJECIMIENTO NATURAL
La estabilización por envejecimiento natural se consigue desbastando las
piezas y exponiéndolas a la intemperie, de forma que le dé el sol, el fresca
de la noche y que se mojen; en fin, que sufran todos los cambios del tiempo durante un período de 18 a 24 meses. Como es fácil comprender a más
tiempo, más garantía de que la pieza está mejor estabilizada. Este sistema
tiene el inconveniente de ser muy lento y necesita mucho espacio para
tener gran cantidad de piezas almacenadas.
ENVEJECIMIENTO ARTIFICIAL
El hecho de que la fundición se estabilice en el procedimiento natural
es debido a las diferencias de temperatura que se acusan durante el día y,
sobre todo, con la diferencia que representa el día más caluroso del año
con el más frío, o sea que, en realidad, se trata de un continuo calentar y
enfriar de forma que al calentar se dilata y al enfriar se contrae. Estos movimientos hacen que los átomos se asienten y desaparezcan las tensiones internas.
—395—
Si estos cambios de temperatura se aplican a la pieza introduciéndola en
un horno y elevando la temperatura hasta un nivel determinado y manteniéndolo durante un período más o menos largo y, por último, se deja enfriar lentamente, se habrá efectuado un envejecimiento artificial.
La marcha de la operación para envejecimiento artificial en horno, consiste en calentar hasta una temperatura entre 450 grados y 600 grados,
mantenerla durante 20 a 60 horas y enfriar en 20 horas.
Cabe indicar que esos datos son aproximados, ya que según la forma,
el volumen y la importancia de las piezas se varía ya el tiempo, ya la temperatura.
—396—
técnica torneado
LECCIÓN
MONTAJE ENTRE PUNTOS
En las lecciones anteriores vio usted que la longitud máxima aconsejable
de una pieza para ser montada al aire es de cuatro veces su diámetro, siendo necesario cuando se tienen longitudes mayores recurrir a apoyar el extremo opuesto al plato, ya sea en un punto, ya sea en una luneta.
Al final de la pasada lección, vio también que el montaje entre puntos
es la disposición de sujeción de piezas en el torno más sencilla y que los
accesorios que requiere son poco costosos.
PUNTOS DE MONTAJE
Los puntos (fig. 241 ) se montan,
como usted ha visto en lecciones anteriores, en los alojamientos especiales dispuestos uno en el eje del cabezal y otro en el vastago de la contrapunta.
Soportan las piezas a mecanizar y
el eje de los dos puntos coincide
exactamente con el del cabezal, siendo por lo tanto paralelo al eje de la
bancada.
Figura 241. — Punto de torno: 1.
Cuerpo del punto. 2. Cono de apoyo
o superficie de referencia. 3. Cola del
punto.
—397—
Están construidos de acero especial muy duro, templado y rectificado
después con gran precisión. La forma cónica que se da al cuerpo del punto
es para lograr un perfecto centrado y concentricidad del punto en su alojamiento.
NORMALIZACIÓN
Por normalización se entiende el acuerdo por el cual un grupo de fabricantes, institutos o incluso países, se comprometen a fabricar unas piezas
determinadas siguiendo unas normas establecidas de común acuerdo.
Por lo que respecta a los puntos de montaje esta normalización consistió
en establecer una variedad o gama mínima de medidas de puntos que cu-
Figura 242. — Punto del torno normalizado
DIMENSIONES NORMALIZADAS DE PUNTOS
DE CONOS MORSE
TABLA 3
Dimensiones en m/m.
Cono
Morse
d
0
9,04
1
12,06
L
1
72
85
54
18
57,5
27,5
3,2
3,5
41
4
2
L²
2
17,78
110
69
3
23,82
130
85,5
44,5
4,5
4
31,27
160
108,5
51,5
5,3
5
44,40
200
138
62
6,3
6
63,35
265
192
73
7,9
-398—
hiriesen todas la necesidades y capacidades de la industria de las máquinas herramientas, asignando a cada medida, un número que le identifica totalmente y que es el que se señala en las características de las máquinas.
Las normas que se utilizan en España para los puntos de centraje son
las normas de conos Morse y las normas de conos Americanas siendo, en
general, mucho más utilizada las de conos Morse, cuyas medidas y números respectivos dan la tabla 3 de acuerdo con la figura 242.
También estas dimensiones normalizadas sirven para todas las herramientas que se montan en la contrapunta y para los casquillos de acoplamiento que vio usted en las figuras 131 y 132 del envío 5; vea ahora en la
tabla 4 estas normas de acuerdo con las indicaciones de la figura 243.
Obsérvese que la cota Z es común para los casquillos de acoplamiento y
los puntos y es, además la que determina el diámetro d del alojamiento,
independientemente de la forma que tenga el punto, acoplamiento o broca.
Únicamente en casos muy especiales y para piezas muy pesadas la conicidad de la punta es de 90 grados.
MONTAJE DE LOS PUNTOS
Antes de montarlos, los puntos deben ser limpiados cuidadosamente con
un trapo limpio, así como sus alojamientos, pues unas pequeñas partículas
de suciedad son suficientes para descentrarlos, tal como se muestra en la
figura 244.
Figura 244. — Montaje de los puntos.
—400—
Para montarlos basta introducirlos de golpe con la mano en su alojamiento y ya quedan fijos sin moverse, puesto que su conicidad (1 :20)
es tal, que quedan fuertemente adheridos, teniendo incluso fuerza para
el arrastre de piezas en las que se dan pequeñas pasadas.
DESMONTAJE DE LOS PUNTOS
Usted recordará cómo se acciona el volante de la contrapunta para el
desmontaje del punto de la contrapunta. Por lo que respecta al desmontaje
del punto de! cabezal, hay que golpearlo fuertemente por la cola con una
barra de latón o hierro, introducida por el interior del eje (fig. 245). Esta
barra debe ser siempre de un material más blando que el punto para que
al golpear con ella se deforme ésta, pero no el punto.
Figura 245 — Desmontaje del punto.
No debe olvidarse nunca que el punto es un accesorio de precisión, dependiendo de su exactitud la concentricidad de las superficies torneadas;
por consiguiente, se tendrá especial cuidado en no darle golpes y en procurar que al desmontarlo no caiga al suelo, sujetándolo con la mano derecha mientras se golpea con la barra.
PUNTOS DE CENTRAJE
Se llaman puntos o centros de centraje a unos agujeros o alojamientos
de forma especial que se mecanizan en los extremos de las piezas y de los
ejes para alojar los puntos de sustentación de las piezas.
Con los puntos de centraje se logra que cuantas veces se ponga la pie—401—
Figura 246. — Eje con puntos de centraje: 1. Puntos de centraje mecanizados en
la pieza. 2. Punto del torno.
za entre puntos para mecanizar una superficie cualquiera de ésta, quede perfectamente concéntrica con las superficies torneadas anteriormente.
Vea en la figura 246 un eje con puntos de centraje (1 ) construidos a
cada extremo. Estos puntos se mecanizan cuando la pieza está desbastada en
bruto.
Al mecanizar así la pieza se consigue que quede la última superficie torneada (S) perfectamente concéntrica con el eje (E) que pasa por los puntos
y con la superficie ( B ) y la rosca (R) mecanizados anteriormente. Estos
centros constituyen, pues, las superficies de referencia para las sucesivas
fijaciones.
Habrá usted observado que los puntos de centraje constan de dos partes :
un tronco cilindrico y otro cónico. La parte que realiza el centraje, o sea, la
que constituye la superficie de referencia, es la cónica y forma siempre, al
igual que los puntos, un ángulo de 60 grados.
Vea en la figura 247 cómo se
adapta el punto de la máquina al punto mecanizado en la pieza. La parte a
cónica es la que se apoya sobre el
punto, la parte b cilindrica sirve para
desahogo de la parte puntiaguda del
punto del torno y también para almacenar aceite y lubrificar las superficies en contacto.
Es preciso que el ángulo de 60
grados sea correcto, pues si se varía y
en cambio el ángulo del punto sigue
siendo de 60 grados, disminuye noFigura 247. — Detalle del alojamiento
tablemente la superficie de referencia,
de un punto de centraje. a.) Parte cópasando a ser solamente una línea,
nica, b) Parte cilindrica.
—402—
Figura 248. — Disposiciones defectuosas del punto de centraje. A la izquierda, el
ángulo α es mayor de 60º'. A la derecha, el ángulo α es menor de 60". En ambas
disposiciones, la superficie de referencia pasa a ser línea de referencia.
con lo que pierde mucho la seguridad de la fijación. Observe a este respecto la figura 248.
Observe en la figura 249 que lo
mismo sucede con el eje mal orien
tado, aparte de que no se obtiene una
superficie cilindrica.
Pueden establecerse pues, dos
condiciones para una perfecta utilización de los centros, es decir, para que
las superficies de referencia de los centros, coinciden con las de los puntos :
1. Que cada centro tenga su superficie de referencia correcta (conicidad 60 grados).
2. Que los dos centros estén en
el mismo eje.
Figura 249. — El eje está mal orientado. La pieza saltará continuamente,
pues con la presión de la herramienta
no tendrá buen apoyo en el punto.
EJECUCIÓN DE LOS PUNTOS DE CENTRAJE
Aunque para el trabajo en serie
hay máquinas especiales para mecanizar los puntos de centraje en las
piezas, también pueden construirse fá-
Figura 250. — Broca de hacer puntos.
—40.3—
cilmente en el torno. Basta con fijar
la pieza en el plato universal y la broca en un portabrocas montado en la
contrapunta.
Las brocas que se utilizan son las
de la figura 250. Estas brocas son de
diferente diámetro, según se requiera
un punto más o menos grande. Las
dimensiones de los puntos son determinadas por el peso de la pieza a
sostener o por las pasadas más o menos fuertes que se le hayan de dar.
Más adelante estudiará usted este aspecto con detalle.
Si no se tiene a mano una broca Figura 251. — Forma de hacer los
puntos de centraje sin brocas espede este tipo, se pueden construir los
ciales.
puntos de centraje, taladrando con dos
brocas y según se muestra en la figura 251. Primero se taladra con una
broca normal de pequeño diámetro (normalmente de diámetro 2 a diámetro 4 mm) y luego con otra broca mayor (de diámetro 5 a diámetro 10 mm,
según sea la que se haya utilizado anteriormente) afilada a 60 grados,
mecaniza la parte cónica del punto, guiándose por el agujero hecho en la
primera operación.
Este último procedimiento tiene el inconveniente de que se emplea mucho más tiempo que con el anterior.
SELECCIONES DE LAS DIMENSIONES DE LOS PUNTOS DE CENTRAJE
Aunque lo corriente es que el operario elija la dimensión del punto instintivamente guiado por la práctica y según el tamaño de la pieza, y en las
modernas organizaciones de talleres que se le indique al operario el punto
a elegir por medio de una ficha de instrucciones que acompaña a cada trabajo, daremos aquí una norma que permita en un momento dado elegir
la dimensión conveniente para un punto en relación con :
•
El peso de la pieza a tornear, peso que se reparte para los dos
puntos.
• El esfuerzo de corte, esfuerzo concentrado a veces sobre uno de
los puntos, si la herramienta ha de trabajar constantemente ¡unto
a uno de ellos, o bien si está al principio o al final de la pasada.
—404-
Si el punto se elige sin considerar el peso de la pieza, puede producirse
un esfuerzo de rozamiento sobre una superficie demasiado pequeña, «gripándose» ésta.
Puede definirse el «gripado» como un arranque superficial de material
entre dos superficies que rozan mal lubrificadas, perdiendo por tanto los
puntos toda la precisión que requieren.
Si no se tiene en cuenta el esfuerzo de corte, éste puede provocar la
rotura del extremo del punto.
Los centros se miden por el diámetro del taladro cilindrico. Vea en la
figura 252 las dimensiones a considerar en un punto las relaciones entre los
dos diámetros y las fórmulas con que se obtienen en función del peso de la
pieza y del esfuerzo de corte.
El peso de la pieza debe contarse en kilogramos y la sección de viruta
en milímetros cuadrados, siendo esta sección (S) igual al producto o resultado de multiplicar la profundidad de pasada por el avance, ambos factores
en milímetros.
d
D
2
4
3
6
4
8
En el recuadro se indica la relación entre los dos diámetros que, como se
observa, es siempre la misma, es decir, de 1 a 2
Figura 252. — Dimensiones de los puntos de centra je. d. Diámetro
del centro.
D = diámetro exterior del centro. S = sección de viruta en mm2. P = Peso de la
pieza en Kgs.
Con un ejemplo lo comprenderá perfectamente :
Suponga usted que se han de construir puntos en una pieza que pesa
144 kgs. en la que se ha de dar una pasada de 10 mm. de profundidad
con un avance de 0,4 mm.
De acuerdo con lo dicho y según lo indicado en la figura 252 se sustituirán las letras de las fórmulas por los valores respectivos, en este caso:
S = 10 mm. de profundidad X 0,4 mm. de avance.
p = 144 kgs. que pesa la pieza.
Puestos los valores, se efectuarán las operaciones indicadas en las fórmulas:
—405—
De los dos diámetros debe escogerse siempre el mayor. El diámetro a
elegir en este caso es, pues, el obtenido según el peso de la pieza, es decir, 4,8 mm., o sea redondeando 5 mm.
Otro ejemplo:
Se han de construir puntos en una pieza cuyo peso es de 49 kgs. y en la
que se ha de dar una pasada de profundidad como la anterior de 10 mm.
y avance de 0,4 mm. por vuelta.
Por el ejemplo anterior ya sabemos que el diámetro calculado según el
esfuerzo de corte, es decir, según d = 2 X VS es de Ø 4 mm. Falta calcular el diámetro según el peso :
d = 0,4 X V P= 0,4 X V 4 9 = 0,4 X 7 = Ø 2,8 mm.
En este caso, el diámetro a escoger es el calculado según el esfuerzo de
corte, es decir, de 4 mm.
Con estos ejemplos se aprecia el gran peso y la gran sección que soportan un punto de Ø 5 ó de Ø 4 mm., deduciéndose que en casi todos los
casos con un punto de Ø 2 a Ø 3 que son los más corrientes habrá más que
suficiente. Téngase en cuenta, además, que para piezas muy pesadas se
aumenta la superficie de contacto. También las brocas de la figura 250 se
piden según el diámetro de la espiga cilindrica menor.
PUNTOS PROTEGIDOS
Figura 253. — Punto normal deformado por un golpe.
—406—
Figura 254. — Con el punto deformado no se centra bien la pieza.
Cuando una pieza con puntos de centraje debe ser transportada de un
lado a otro para su mecanización, tratamiento térmico, etc., está expuesta a
recibir golpes que deformen los puntos de centraje. Esto hace que el centraje una vez deformado el punto no sea bueno, como ocurre con la pieza
de la figura 253, en la que un punto de centraje ha recibido un golpe en
la arista que lo ha deformado. Al pretender colocar la pieza entre puntos
no queda bien centrada y el mecanizado que se haga no quedará bien,
como se muestra en la figura 254.
Para evitar este inconveniente en
las piezas en las que se considere necesario, se construyen unos puntos
protegidos como el de la figura 255.
En realidad, el punto es igual al normal, pero tiene otro cono más a 120
grados ¡unto a la superficie frontal de
la pieza. El centraje sigue haciéndose
por el cono a 60 grados de la longitud a.
De esta forma se logra que si el
punto recibe un golpe que lo deforme,
no llega a afectar a la zona ( a ) de
Figura 256. — Punto protegido deformado por un golpe.
Figura 255. — Punto protegido.
Figura 257. — A pesar de la deformación, la pieza sigue bien centrada con
el punto protegido.
—407—
centraje, como se ve en la fig. 256 y,
por consiguiente, al colocar la pieza
entre puntos el centraje sigue siendo
perfecto, como se aprecia en la figura 257. Vea en la figura 258 las brocas que se utilizan para estos puntos. Figura 258. — Broca para hacer puntos protegidos.
De no disponer de ellas se pueden
construir siguiendo el sistema de la figura 251 y terminando el punto con
una tercera operación efectuada con un broca afilada a 120 grados, como
se muestra en la figura 259.
Figura 259. — Tercera operación necesaria, para hacer un punto protegido con brocas normales.
Figura 260. — Punto protegido.
Vea otro tipo de punto protegido en la figura 260 ; este tipo no es tan
utilizado porque el encaste de protección debe hacerse con una broca plana
o con una herramienta corriente.
Se recomienda el empleo de centros protegidos en todos los casos en
que la pieza debe montarse varias veces entre puntos.
NORMALIZACIÓN DE LOS CENTROS
Los Comités de Normalización han definido para los trabajos entre puntos tres diferentes tipos de centros (fíjese a este respecto en la figura 261 y
en la tabla 5 ) .
1.º El centro ordinario construido por:
a) Una parte troncocónica con ángulo de 60 grados.
b) Un agujero cilindrico de desahogo para facilitar la lubricación.
2." El centro achaflanado para trabajos de precisión con el chaflán a
120 grados para protección del centro.
-408—
Figura 261. — Centros normalizados: 1. Centro ordinario. A. Parte cilindrica de
desahogo. B. Parte troncocónica para alojamiento del punto. 2. Centro protegido.
a. Chaflán para protección del centro. 3. Centro con protección para agujero roscado. C. Parte roscada. 1v dr Dimensiones del encaste s/rosca.
NORMALIZACIÓN DE CENTROS
Diámetro
nominal
d
TABLA 5
D
Mínimo
Máximo
1
a
Mínimo
Mínimo
L mínimo para
D mínimo D máximo
0,5
1
1,20
0,6
0,2
1
1,20
0,75
1,50
2
1
0,3
1,60
2
1
2
2,50
1,20
0,4
2
2,50
1,50
3
3,80
1,80
0,6
3
3,80
5
5
2,40
0,8
4
2,50
5
6,30
3
0,9
5,20
6,30
3
6
7,50
3,60
1
6,20
7,50
1,20
8,30
1,50
10,30
2
•4
4
8
10
4,80
5
10
12,50
6
6
12
15
7,20
1,80
12,40
15
8
16
20
9,60
2
16,50
20
12
24
30
25
30
14
2,50
10
12,50
3.º El centro para agujero roscado , que tiene, además de las particularidades de los otros, un desahogo del fondo de la rosca que evita el contacto con la entrada de la rosca.
—409—
CONSERVACIÓN DE LOS CENTROS
Para la conservación de los centros en perfecto estado deben observarse rigurosamente las siguientes precauciones :
•
No exagerar la presión del contrapunto; de ser excesiva, se calienta
y dilata la pieza a trabajar. Al hacer girar la pieza mediante el
perro de arrastre, debe notarse en la mano una sensación de suavidad.
•
Engrasar frecuentemente las extremidades de los puntos con aceite
o, mucho mejor, con sebo.
• Tener cuidado en verificar bastante a menudo la presión del contrapunto, sobre todo durante el trabajo de desbaste con el objeto
de prevenir el agrandamiento de los centros e incluso el deterioro de los puntos.
Insistimos en la importancia de tener en cuenta estas observaciones,
puesto que un centro deteriorado cuesta mucho repararlo.
Tenga usted presente que normalmente se habrán ya efectuado una o
varias operaciones decilindrado cuando se «gripe» el punto. Al rehacerlo
deberá hacerse de forma que coincida exactamente con el que había anteriormente. Esto no puede efectuarse con broca, puesto que es difícil de
conseguirse. Se empleará una pequeña herramienta de mandrinar teniendo
la pieza apoyada en luneta fija por su diámetro exterior, ya cilindrado y
Fijado el otro extremo en plato universal con garras blandas (fig. 262) y
Figura 262. — Repasado de un punto con herramienta.
—410—
centrado todo el conjunto con comparador para lograr una exacta concentricidad.
Puede incluso darse el caso de que una presión excesiva de los puntos
contra la pieza los caliente de tal forma que llegue a «quemar» la punta
dentro de la pieza. De producirse esta anomalía, ha de procederse a cambiar el punto y a repasar el centro, para lo cual, y dado que la parte de
punto que ha quedado fundida en el interior es durísima (recuerde que los
puntos están templados y no se pueden trabajar con herramienta), tendrá
que efectuarse una operación de recocido en ese extremo. Estos inconvenientes se evitan utilizando los puntos rotativos que usted va a estudiar
más adelante en esta misma lección.
ARRASTRE DE LAS PIEZAS FIJADAS ENTRE PUNTOS
Una vez colocadas entre puntos las piezas quedan perfectamente centradas, pero no quedan sujetas. Vea en la figura 263 que el eje (1 ) coloca1
Figura 263. — Pieza colocada entre puntos sin arrastre.
do entre los puntos ( 2 ) y ( 3 ) queda perfectamente alineado y centrado
con respecto al eje del torno ( E ) , pero en cambio queda suelto, ya que si
se hace girar según la flecha ( F ) , nada hay que se lo impida y el eje patina sobre los puntos (2 ) y ( 3 ) que están separados.
Por la misma causa, cuando gira el eje motor, lo que se intenta es hacer
girar la pieza ( 1 ) y lo que ocurre en realidad es que el punto ( 3 ) patina
sobre su alojamiento, con lo que gira el punto, pero no la pieza.
ELEMENTOS DE ARRASTRE PARA PIEZAS ENTRE PUNTOS
Va a ver ahora la forma en que se efectúa el arrastre de una pieza
fijada entre puntos y qué elementos se utilizan. En primer lugar, se
—411—
monta en el eje del cabezal el llamado plato de arrastre que ya vio usted
en la lección anterior.
Recordará que este plato lleva unas ranuras en las que se monta el tope
conductor (fig. 264). El tope conductor es el que transmite el movimiento
Figura, 264. - Detalle del plato de
arrastre: 1. Cuerpo del plato. 2. Ranuras para fijación del tope conductor o del perro de arrastre. 3. Tope
conductor. 4, Arandela y tuerca de- fijación del tope conductor.
Figura 265. — Perros de arrastre: 1.
Agujero de paso de la pieza. 2. Pata
de arrastre. 3. Tornillo de fijación.
de giro a la pieza fijada entre puntos. El enlace entre el tope conductor y
la pieza se efectúa mediante unas bridas especiales llamadas perros de
arrastre (fig. 265 ).
El montaje se efectúa del siguiente modo :
Se monta el perro de arrastre en el extremo de la pieza que se ha de
colocar sobre el punto de cabeza y se fija fuertemente el tornillo de fijación. Se coloca la pata de arrastre delante del tope conductor del plato de
arrastre, de forma que al girar éste arrastre al perro y con él a la pieza
(figura 266).
Esta fijación ha de ser suficientemente fuerte para contrarrestar al esfuerzo de corte que efectúa la herramienta sobre la pieza. Recuerde siempre
que el arrastre debe efectuarlo el perro, nunca el punto. A tal respecto no
estará de más insistir en que ha de cuidarse siempre la presión de los pun—412—
Figura 266. — Arrastre de una pieza fija entre puntos: 1. Pieza. 2. Herramienta.
3. Perro de arrastre, 4. Plato de arrastre. 5. Tope conductor. Rc. Esfuerzo de
corte. F. Fuerza de arrastre. P. Presión del punto.
tos sobre la pieza, es decir , que no resulte excesiva, ni tampoco, claro está,
demasiado floja.
Al montar la pieza entre puntos, téngase también en cuenta colocar la
pata del perro ¡unto al tope conductor según la figura 266. De lo contrario,
al poner el torno en marcha, el tope golpearía bruscamente contra la pata,
con el consiguiente peligro de aflojar el perro e incluso de producirse un
accidente.
El perro de arrastre de pata acodada es más seguro, ya que con él se
suprime el empleo del tope conductor. Con este tipo de perro, el arrastre se
Figura 267. — A: Mala fijación. 1. Sin juego. 2, Con juego. 3, Pata acodada. P,
Presión del punto. F. Flexión de la pieza. B: Buena fijación. 1, Con juego.
2, Sin juego.
efectúa colocando la pata acodada dentro de las ranuras del plato de arrastre, debiéndose comprobar que el acoplamiento perro-plato no sea rígida,
es decir, que la pata acodada nunca debe entrar justa en las ranuras del
plato. De lo contrario podían presentar los dos inconvenientes siguientes :
Posibilidad de flexión de los puntos, en el momento de blocaje
con mal contacto de las superficies de los puntos entre las piezas
y los puntos del torno (fig. 267).
Dificultad de comprobar la presión de los puntos sobre la pieza,
pues ésta quedaría anclada por la pata acodada.
PUNTO ROTATIVO
Al tratar de los puntos de centraje de las piezas se ha indicado que la
parte cilindrica se hacía con objeto de servir de desahogo del extremo del
punto y también para depósito del aceite que lubrifica las superficies de la
pieza v del punto que están en contacto.
Sabido es que uno de los dos puntos que sostienen la pieza va montado en el eje del cabezal y gira conjuntamente con el eje y con la pieza,
mientras que el que va montado en la contrapunta roza continuamente con
la pieza que gira apoyada sobre él. Aunque los puntos son de acero templado, muy duros y, por lo tanto, muy resistentes al desgaste, llega un momento en que por causa de las muchas horas que lleva rozando con las
piezas y a pesar del aceite, en los montados en la contrapunta llega a producirse por desgaste un escalón que imposibilita un trabajo de precisión.
Debe entonces procederse al repaso para de nuevo poder disponer de
una superficie de contacto perfectamente plana y pulida.
Conforme evolucionó la industria aumentó la necesidad de fabricar piezas cada vez más fuertes y resistentes, sobre todo al desgaste, lo que hizo
que aumentaran las dificultades de trabajo de los puntos. Por otra parte,
los nuevos materiales empleados para la fabricación de las herramientas
han permitido que éstas resistan mayores velocidades, lo que también perjudica a los puntos en cuanto a desgaste.
Esto fue lo que hizo pensar en que se lograba que el punto montado
en la contrapunta también girara, no sólo se evitarían los inconvenientes
de desgaste, sino que al mismo tiempo habría más posibilidad de continuar mecanizando piezas cada vez más duras y a mayores velocidades de
corte. De allí salió el llamado punto rotativo.
Se llama así porque al hacer presión contra la pieza, esta misma presión
hace que el punto gire, apoyado como va en unos cojinetes que permiten
velocidades de rotación verdaderamente elevadas.
—414—
Vea en la figura 268 un punto rotativo seccionado, en el que se observa que va alojado en el interior de
una cola, que es la que se monta en
el cono de la contrapunta y que va
apoyada en unos cojinetes en ambos
extremos, cuya combinación hace que
su giro sea suave y sin holguras, aun
cuando tenga que resistir grandes esfuerzos.
Si bien la disposición de los elementos interiores de un punto rotativo
varían según cada fabricante, todos
vienen a ser aproximadamente ¡guales, ya que se basan en los mismos
principios mecánicos.
Debe tenerse siempre mucho cuidado en tener engrasados los cojinetes para facilitar una marcha más suave, así como una mayor duración y,
por lo tanto, más precisión.
El desgaste de estos cojinetes se
nota ante todo en que las bolas van
dejando de ser completamente esféricas al írseles formando unos pequeños planos en su superficie. Esto dificulta su giro suave, ya que las bolas
al perder su forma dan saltos que re- Figura 268. —Punto rotativo: 1. Cono
percuten en la precisión del centrado para alojar en la contrapunta. 2. Punta cónica rectificado del eje rotativo.
y del acabado de la pieza.
3. Cojinetes delanteros de apoyo. 4.
Cuando se trate de tornear entre Cojinete trasero de apoyo. 5. Tapa
delantera. 6. Tapa trasera.
puntos una pieza de elevado grado de
precisión si se emplea un punto rotativo deberá comprobarse siempre su
perfecto estado y engrase. A tal respecto conviene indicar que si no es para
series muy grandes es preferible siempre utilizar un punto fijo bien rectificado, pues se obtendrá mayor precisión.
Vea en la figura 269 el torneado entre puntos con el punto rotativo de
la figura 268.
—415
Figura 269. — Cilindrado entre puntos con punto rotativo.
PUNTOS ESPECIALES
la gran variedad de piezas que se han ido mecanizando en los tornos
ha presentado cada vez problemas distintos, los cuales, en operaciones de
torneado entre puntos, ha motivado la aparición de toda una serie de
puntos especiales, entre los cuales los más importantes, y que usted va a
estudiar brevemente, son:
•
Puntos con desahogo para refrentar.
•
Puntos con punta piramidal o tronco-cónica.
•
Punto automático de arrastre.
•
Punto rotativo de pirámide de gran capacidad.
PUNTO CON DESAHOGO PARA
REFRENTAR
A veces es preciso refrentar las piezas que están montadas entre puntos. Puede interesar también conseguir una perpendicularidad completa
entre la superficie cilindrada y la testa de la pieza para posterior apoyo en
patas blandas. En estos casos, y como se muestra en la figura 270, la
misma posición del punto que aguanta la pieza limita la penetración de
la herramienta y, por tanto, el refrentado completo de la testa de la pieza.
Para evitar este inconveniente se utilizan los llamados puntos de desahogo (fig. 271 ) que permiten, como se observa en la figura 272, una
mayor penetración de la herramienta, y si bien no permite un refrentado
total de la cara limitando éste por el mismo punto en A, ya se considera
suficiente.
-416—
Figura 271. — Punto especial con desahogo.
Figura 272.
—417-
Vea en la tabla 6 las dimensiones normalizadas de este tipo de puntos
en los cuales la cota K indica el diámetro d (figura 272) del tetón que
queda sin refrentar.
Figura 273.
DIMENSIONES NORMALIZADAS DE PUNTOS CON DESAHOGO
Dimensiones en m/m
Cono
Morsa
D
L
1
0
9,04
72
54
1
12,06
17,78
23,82
31,27
85
2
3
4
5
ó
TABLA 6
44,40
63,35
1
K
a
C
16
3,20
15
2
57,50
27,50
3,50
23
110
69
41
4
37
2,50
3,20
130
85,50
4
108,50
47
5
200
138
62
4,50
5,30
6,30
40
160
44,50
51,50
57
6
265
192
73
7,90
68
8
INCONVENIENTES DEL CILINDRADO ENTRE PUNTOS CON PERRO
DE ARRASTRE
Habrá usted observado en todas las fijaciones de piezas entre puntos
vistas hasta ahora que precisamente la brida o perro de arrastre fijada en
—418—
un extremo de la pieza imposibilita el cilindrado completo de una pieza
en toda su longitud.
Esto significa, claro está, un inconveniente, ya que a veces es preciso
que la concentricidad y precisión sea absoluta en toda la longitud de la
pieza. Si se fija la pieza entre puntos con perro de arrastre, se tendrá que
CILINDRADO 1ª OPERACIÓN 2ª 0P.
Figura 274. — Cilindrado de un eje entre puntos en dos operaciones: a y b. Dificultades de precisión.
dar vuelta a la pieza (figura 274) para cilindrar en una segunda operación
'la espiga que en la primera ha impedido cilindrar el perro de arrastre.
Una perfección completa en un trabajo de este tipo solamente se consigue cuando el torno es de precisión, su cabezal y contrapunta están rigurosamente alineados, sus puntos en perfecto estado y cuando se coincide
exactamente en la misma medida que se ha cilindrado anteriormente, pues
hay posibilidad de que quede un pequeño escalón al empalmar ambas superficies cilindradas en las dos operaciones (detalles a y b de la fig. 274).
Estos escalones pueden ser pequeñísimos, pero casi nunca pueden evitarse,
si no se recurre a otros sistemas, o mejor dicho, a otro sistema de arrastre
de la pieza, según el tipo de la pieza a mecanizar.
Queda entendido que este inconveniente se presenta solamente cuando se ha de cilindrar un eje en toda su longitud o un mismo diámetro,
pues si tiene dos o más diámetros distintos se mecanizan en distintasoperaciones.
—419—
ARRASTRE POR TOPE ENCASTADO
Si el eje que se. ha de cilindrar es macizo puede solucionarse según la
figura 275. Se hace un pequeño taladro en su cara de testa en el que se
Figura 275. — Arrastre por medio del tope conductor encastado 1 Plato de
arrastre. 2, piezas a cilindrar. 3, Tope conductor, 4, Encaste para introducir
el tope conductor.
introduce el tope conductor que efectúa el arrastre. Como es fácil comprender, este agujero ha de hacerse de forma que no perjudique en ningún
sentido a la pieza, si bien siempre queda el recurso de taponarlo.
PUNTO CON PUNTA PIRAMIDAL O TRONCO-CÓNICA
Cuando la pieza es hueca puede efectuarse el arrastre por medio de un
Figura 276. — Punto con punta piramidal para efectuar el arrastre.
punto de este tipo (fig. 276), siempre que los inconvenientes que presenta
no afecten al acabado final de la pieza. Estos inconvenientes ,son :
• las aristas cortantes de la punta piramidal se clavan para efectuar
el arrastre y marcan unas muescas.
•
Las diferencias de presión y las desigualdades de penetración de
las aristas hacen difícil el mecanizado de dos superficies completamente concéntricas en dos fijaciones distintas.
PUNTO AUTOMÁTICO DE ARRASTRE FRONTAL
Otro de los tipos de punto que se
usan para el torneado entre puntos
sin utilizar perros de arrastre es el
llamado punte automático de arrastre (fig. 277).
El uso de este tipo de puntos tiene también sus ventajas y sus inconvenientes, aunque las primeras superan a los segundos. Se trata de una
herramienta de moderna construcción
y capaz de dar un elevado rendimiento, especialmente para trabajos en serie, Elimina por completo el uso del
perro de arrastre e incluso permite el
cambio de piezas sin parar la máquina, aunque esto sólo debe hacerse
cuando se tiene mucha práctica.
Fíjese usted en la figura 277 y
compruebe, que este punto dispone
de una serie de uñetas montadas al- Figura 277. — Punto automático de
rededor de la punta cónica que son arrastre. 1, Cuerpo del punto. 2, Punde centraje {fija). 3, Uñetas de
las que efectúan el arrastre de la taarrastre
con desplazamiento axial
pieza. Para trabajar con este tipo de
puntos debe montarse siempre en la
contrapunta un punto rotativo. Al montar la pieza entre puntos ha de apretarse fuertemente con el punto rotativo, de forma que las uñetas lleguen a
clavarse en la testa o cara frontal de la pieza para efectuar el arrastre. Una
pieza sujeta con esta fuerte presión de los puntos, agarrotaría el punto de
la contrapunta si. éste no fuera rotativo (fig. 278).
-421—
Figura 278
Fijación de una pieza con el punto automático de -arrastre.
Las uñetas de arrastre están montadas en unos encastes, en cada uno
de los cuales va alojado un muelle
que es el que mantiene a la uñeta contra la pieza y, además, hace que la
uñeta trabaje más o menos salida según la cara frontal de la pieza, no
siendo preciso con este sistema el que
la pieza esté previamente refrentada,
ni siquiera más o menos perpendicular al eje de rotación (fig. 279).
Vea resumidas a continuación sus
ventajas y sus inconvenientes.
Figura 279. — Arrastre de una pieza
sin refrentar: 1. Presión del contrapunto. 2. Uñetas de arrastre. 3. Resorte de precisión. 4. Línea de posición inicial de las uñetas.
Ventajas:
•
•
•
•
Anulación completa de los
tiempos de montaje y desmontaje de los perros de
arrastre.
Por no utilizar los perros de arrastre se elimina el peligro de accidente.
Las uñetas de arrastre longitudinalmente móviles se adaptan a las
irregularidades de las caras frontales de la pieza, siendo indiferente el estado y calidad de las mismas, es decir, serrada, refrentada, fundida, forjada, etc., y perpendicular o en bisel con el
eje de rotación.
Las uñetas de arrastre independientes entre sí sujetan las piezas
con una presión axial constante.
—425—
Inconvenientes:
•
•
Las uñetas señalan unas muescas en las caras frontales de
las piezas.
Cada punto es de limitada capacidad (por ejemplo: se necesitan cuatro puntos distintos de cono morse n.º 4 para
tornear diámetros de 14 a
45 mm.).
Figura 280. — Uñetas de arrastre. El
de la izquierda para giro al derecho.
La de la derecha para giro al revés.
•
Deben cambiarse las uñetas según el arrastre haya de efectuarse
girando al derecho o al revés (fig. 280).
Como puede comprobarse, las ventajas son superiores a los inconvenientes, lo que hace recomendable su empleo siempre que sea posible.
PUNTO FIJO CON RESORTE
El trabajo en grandes series de piezas o ejes escalonados y aun con
formas diversas, hizo necesaria la aparición de un punto especial con re-
Figura 281. — Punto especial fijo con resorte: 1, Cuerpo de punto. 2. Punto. 3.
Tuerca de tope, 4, Tornillo fijación punto. 5. Resorte de presión. 6, Tuerca de
apriete del resorte, de Carrera del punto.
sorte (fig. 281 ) cuya finalidad es la de fijar las piezas de tal forma que sea
posible su mecanizado con una referencia fija, independiente de las varia—423—
Figura 282. — Distintas posiciones de la pieza respecto de una referencia fija
(plato de arrastre) segun el diámetro del punto de centraje efectuado.
dones del diámetro de los puntos de centraje que anteriormente era lo
que determinaba la posición de la pieza (fig. 282).
El poder determinar la posición de la pieza respecto a una referencia
fija, es decir, a la que interese, tiene una importancia enorme para el trabajo de cilindrado de escalones de diferentes medidas con topes fijos, como
verá usted más adelante, y para el trabajo con dispositivos copiadores,
pues en ambos casos interesa situar la punta de la herramienta con una
referencia exacta respecto de la pieza.
Aunque la variación en los diámetros de los puntos de centraje puede
ser pequeña (de 0,2 a 0,4 mm.), influye considerablemente en el torneado
de ejes escalonados con longitudes fijas.
Vea en la figura 283 un eje escalonado en el que se ha cilindrado un
escalón; suponga usted que ha de mecanizarse una gran serie de piezas
iguales y deducirá que sería muy interesante un método de trabajo que
evitara el tener que tomar continuamente la medida en cada escalón que
se cilindre. Pues bien, este método es el llamado cilindrado a tope y consiste en colocar unos topes (como verá en la próxima lección) que limitan el
recorrido del carro y, por tanto, de la herramienta sobre la pieza, siempre
a la medida que se ha determinado, pero para ello es preciso que haya
siempre una misma relación entre la arista de la herramienta y una de las
caras de la pieza.
La seguridad de esta relación entre la cara frontal de la pieza y la
herramienta, se obtiene utilizando un punto de este tipo, ya que, como se
muestra en la figura 284, la diferencia de diámetros de los puntos de
centraje no influye para nada, debido a que la referencia la toma siempre
de la misma cara.
—424-
Figura 283. — Cilindrado a tope de un eje escalonado. La diferencia entre los diámetros a, y A de los puntos de centraje, origina un desplazamiento d de la pieza
hacia la izquierda. C y C1. Distintas caras de referencia. P, Presión del contrapunto.
Observe en la figura 283 cómo la diferencia de los diámetros de los
puntos de centraje origina un desplazamiento d en la segunda pieza. El carro está limitado en el mismo tope que en la anterior pieza y como ambas
son iguales de longitud total, el desplazamiento d repercute en las longitudes de los escalones, lo que no ocurre en la figura 284, ya que ambas
piezas hacen tope en el mismo sitio y la diferencia de diámetros de los
puntos de centraje viene compensada por el desplazamiento conveniente
del punto, según el resorte que lo empuja por atrás y lo mantiene siempre
contra la pieza.
En la próxima lección se ampliarán las explicaciones sobre este punto,
al estudiar la forma de trabajar con topes de fina! de carrera.
—425—
Figura 284. — Cilindrado a tope de un eje escalonado. La diferencia entre los diámetros a, y A de los puntos-de centraje no origina ningún desplazamiento de la
pieza, manteniendo siempre la misma cara de referencia. C, Misma cara de referencia. P, Presión del contrapunto. P, Presión del muelle del punto.
PUNTOS CON EL EXTREMO PLANO
Puede presentarse el caso de tener que efectuar un cilindrado en piezas huecas. Si el agujero de las piezas está mandrinado fino y a una medida
precisa con una tolerancia determinada, lo más correcto es que se monten
estas piezas en torneadores, semejantes a ios estudiados en la lección anterior si las piezas son muy cortas o bien en torneadores para montar entre
puntos, como verá más adelante.
—426—
Figura 285. — Chaflanes en una pieza hueca para el torneado entre puntos.
Pero puede ocurrir que el agujero esté mandrinado basto o bien sin la
precisión mínima requerida para el trabajo con torneador; de ser así se
efectuará chaflán a 60 grados (fig. 285) con una herramienta de mandrinar que hará las funciones de punto de centraje.
Figura 286. — Punto fijo plano.
Ahora bien, los puntos que se
utilizan son también distintos, ya que
no precisan de una punta afilada.
Vea en la figura 286 un punto plano
fijo y en la 287 un punto rotativo plano, para sostener piezas huecas con
diámetros grandes, puesto que en este
caso no podría utilizarse punto fíjo
debido a que la superficie de rozamiento sería excesiva y calentaría mucho la pieza.
PUNTOS CÓNCAVOS Y EN V
Figura 287. — Punto rotativo plano.
Para sostener piezas en las que por su poco diámetro c por otra causa
cualquiera no pudieran construirse centros, se hace a veces la operación
—427—
contraria, es decir, se mecaniza un cono en su extremo y entonces se utiliza
un punto cóncavo como el de la figura 288.
Figura 289. — Punto en V.
Figura 288. — Punto cóncavo.
También se usa el punto de la figura 289 en algunos casos de piezas
especiales.
PUNTO ESFÉRICO
Usted recordará que al hablar de una mala alineación del eje cabezalcontrapunta, se indicó que repercutía sensiblemente en el apoyo del punto
de la contrapunta, ya que al estar desviado, solamente apoyaba una línea,
pero también recordará que en otra ocasión decíamos que para tornear
piezas cónicas muy largas y a fin de poder utilizar el avance automático,
se desplaza la contrapunta transversalmente, ocurriendo el mismo caso
anterior.
Pues bien, como en estas ocasiones no hay más remedio que trabajar con la contrapunta desplazada, se
sustituye el punto normal que apoya
defectuosamente, por el punto esférico, que aunque apoya solamente por
una línea igual que el otro, es mucho más fuerte y resistente (fig. 290).
Figura 290. - -Montaje del punto esférico.
TORNEADO ENTRE PUNTOS CON PIEZA MONTADA EN TORNEADOR
Recuerde usted que en la pasada lección estudió el mecanizado de superficies exteriores con las piezas montadas sobre torneador. Aunque se
trataba de montajes al aire, es decir, con los torneadores fijos en el plato
—428—
o en el cono del eje, las dificultades que se presentan son del mismo orden
que con el torneador montado entre puntos.
Para el montaje entre puntos los torneadores se clasifican también en
dos grupos : torneadores fijos y torneadores extensibles.
Las piezas que se monten a los torneadores fijos deben estar mandrinadas a una medida exacta, es decir, con una tolerancia muy restringida y
con una superficie muy bien acabada, ya que al ser el arrastre por adherencia, la superficie de la pieza y la del torneador deben «pegarse» al máximo
y un torneado con rayas, disminuiría la superficie del contacto y, por consiguiente, de arrastre.
Los torneadores fijos se construyen de acero y se templan, a fin de proporcionarles una dureza que evite un desgaste prematuro. Téngase en
cuenta que un pequeño desgaste es suficiente para que el torneador pierda
Figura 291. — Torneador fijo para trabajar piezas entre puntos.
la medida inicial de forma que ya no puede utilizarse para dicha medida.
Se acaba su superficie exterior con muela, es decir, se rectifica, a la medida precisa, que. se determina con una tolerancia muy pequeña y con una
pequeña conicidad (0,02 mm.) para facilitar la entrada y salida de piezas
(figura 291 ).
Como es fácil comprender, para trabajar una serie de piezas ¡guales en
una operación de este, tipo, se mandrinan todas exactamente iguales, mediante el empleo de un calibre de la misma medida que el torneador.
En el caso de que el diámetro de la pieza a tornear quedase más grande
de la medida, aunque sólo fuese ligeramente, ajustaría mal en el torneador (fig. 292) y frecuentemente no tendría fuerza para efectuar el
arrastre.
Al montar el torneador, procúrese siempre colocar la parte del diámetro mayor en el punto fijo del cabezal. De lo contrario, el esfuerzo de
avance de la herramienta «desclava» la pieza. Generalmente, como la
diferencia entre los diámetros externos no se aprecia a simple vista en el
extremo del diámetro mayor, o sea el de fijación del perro de arrastre,
llevan un plano que sirve además para colocar el tornillo de apriete del
perro.
Otro de los inconvenientes de los torneadores fijos es el que se obser—429—
Figura 292. — Pieza con holgura sobre un torneador fijo. Al presionar la herramienta, la pieza se mueve Ø D. > Ø d. 1. Cuello para fijación del perro de
arrastre.
Figura 293. — A. Empuje para montar. La pieza débil se deforma.
va en la figura 293. Si la pieza es débil, es decir, de paredes demasiado
delgadas, sucede que al clavar o montar la pieza en el torneador, éste hace
de cuña, deformando la pieza.
A pesar de estos inconvenientes, si el torneadpr está perfectamente
construido, con la tolerancia y conicidad precisas y las piezas que en él se
montan están mandrinadas a la medida correcta, el torneado de superficies exteriores y perfectamente concéntricas mediante su empleo es de los
más precisos y seguros.
TORNEADORES EXTENSIBLES
Para no tener que disponer de un torneador para cada medida y también para evitar el inconveniente de la figura 291, se proyectaron los mandriles extensibles.
Los mandriles extensibles, como en parte vio usted en la lección anterior, constan del cuerpo cónico y de una pinza cónica montada en su in—430—
Figura 291. — Torneador extensible.
terior y con unas aberturas, cuyo desplazamiento sobre el cuerpo cónico,
las abre de forma que aumenta el diámetro de la pinza (fig. 294). Este
aumento del diámetro de la pinza es el que cubre las diferencias más o
menos pequeñas que puede haber en el mandrinado de las piezas. Además, se ciñen a toda la superficie interior de la pieza, teniendo mayor
adherencia y, por lo tanto, mayor potencia del arrastre.
Por el contrario presenta el inconveniente respecto de los fijos de ser
mucho más caros y de precisar una mayor perfección tanto en la construc-
Figura 295. — Torneador extensible.
ción como en la elección de materiales y temple de la pinza. Si el material de ésta no reúne las debidas condiciones, se deforma fácil y rápidamente y entonces no quedan las superficies concéntricas.
Vea en la figura 295 un tipo especial de torneador extensible y en
la 296 las partes de que consta.
Los llamados cuellos de verificación son exactamente iguales y tienen
la misión de servir de apoyo para la verificación de piezas, tal como se ve
en la figura 297.
—431—
Figura 296. — Nomenclatura del torneador extensible Emira».
Figura 297. — Verificación de la concentricidad de la superficie torneada.
Este tipo de torneador tiene la ventaja de que con un solo cilindro extensible sirve para una serie de diferentes diámetros con una diferencia
entre el mayor y el menor de unos 10 mm. a 20 mm., según el tipo.
El montaje y desmontaje de las piezas (figs. 298 y 299) se efectúa
igual que en todos los torneadores de este tipo, golpeando una vez montada la pieza por el extremo mayor para que se clave y por el extremo
menor para que se desclave.
—432-
Figura 298. — Montaje de una pieza
en un torneador extensible.
Figura 299. — Desmontaje de una pieza de un torneador extensible.
TORNEADO CON CENTROS POSTIZOS
Cuando se trata de tornear piezas muy grandes o muy largas para las
que no se dispone de torneadores o éstos deberían ser muy pesados, se
disponen unos tapones postizos de los que se efectúan puntos y que cons-
Figura 300. — Torneado con centros postizos.
tituyen en realidad una especie de torneador (fig. 300). Condición indispensable para su buena utilización es la de que la superficie de. la espiga
que se encasta en la pieza sea perfectamente concéntrica respecto del
punto.
—433—
PROTECCIÓN CONTRA ACCIDENTES
Debe irse siempre con mucho cuidado con el perro de arrastre, pues
su misma aparente insignificancia hace que a veces olvidemos que provoca
o puede provocar gran número de accidentes, en forma de golpes o por
engancharse en el vestido del operario.
Figura 301. — Protector para el plato y perro de arrastre
La importancia de esta advertencia se deduce del hecho que se haya
proyectado una protección especial que cubre el plato de arrastre y el
perro evitando así que puedan engancharse o golpear (fig. 301 ).
Otras veces, cuando no se dispone de esta protección y cuando se
—434—
trata de trabajos de acabado en los que el trabajo de corte es muy pequeño, se suprime el perro de arrastre, efectuándose éste solamente por la
presión de los puntos fijo y rotativo. El montaje del punto rotativo para
este tipo de arrastre es imprescindible.
—435-
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
CALCULO DE LA RAÍZ CUADRADA CON APROXIMACIÓN DE DECIMALES
Cuando se busca la raíz cuadrada de un número y la raíz hallada resulta inexacta, puede aproximarse más con decimales.
Compruebe que la raíz cuadrada del número 386 es 19 con resto de 25.
Para que la raíz cuadrada sea más aproximada se escriben dos ceros al
lado del resto y después de poner una coma a la derecha de la última
cifra de la raíz para indicar que las cifras que seguirán son decimales,
se opera exactamente igual como antes y se van poniendo grupos de dos
ceros como mayor aproximación se desee .
—437—
Prueba:
Fíjese bien en la forma que se ha operado y tenga en cuenta siempre
la colocación de la coma para separar las cifras enteras y las cifras decimales de. la raíz.
—438—
CALCULO DE LA RAÍZ CUADRADA
DE UN NUMERO CON DECIMALES
Para calcular la raíz cuadrada de un número con decimales se opera
exactamente igual que si fuera un entero, pero teniendo en cuenta que
las cifras decimales siempre han de ser pares para hacer bien la separación en grupos de dos cifras puesto que nunca debe agruparse una
cifra entera con un decimal. Sí las cifras decimales son impares, se convierten en pares colocando un cero a su derecha.
Ejemplos:
Si el número es 7'6 se pondrá
drada del entero 7.
Si el número es 8'654 se pondrá
raíz cuadrada del entero 8.
y se buscará primero la raíz cuay se buscará primero la
Si el número es 176'762 se pondrá
y se buscará primero la raíz cuadrada del entero 1.
Queda entendido, pues, que las cifras del número entero siempre se
separan en grupos empezando por la derecha independientemente de las
cifras decimales; las cifras decimales siempre deben quedar en grupos de
dos cifras sin ningún grupo de una sola cifra y sin unir ninguna con una
cifra del número entero.
De lo dicho se. deducirá que primero se busca la raíz cuadrada del número entero y que una vez hallada ésta se pone la coma que indica que
las cifras siguientes son decimales.
Compruebe que en el siguiente ejemplo se ha procedido tal como acaba
de explicarse :
Hallar la raíz cuadrada del número 6'263.
Si se desea más aproximación, usted ya sabe qué debe hacerse: seguir la operación colocando sucesivamente grupos de dos ceros. En este
caso, naturalmente, no ha de colocarse ninguna otra coma poique ya hay
otras cifras decimales.
RADICANDO
El número cuya raíz cuadrada se busca se llama radicando. Téngalo en
cuenta y recuerde también que el signo V
se llama radical.
POTENCIACIÓN
Estudiado ya el cuadrado y la raíz cuadrada de un número, falta por
ver qué se. entiende por potenciación. Como va a estudiar seguidamente,
elevar un número al cuadrado es una potenciación de dicho número.
Se llama potenciación a la operación aritmética que consiste en multiplicar un número por sí mismo un determinado número de veces :
Ejemplos de potenciación :
7X7 = 49
3 X 3 X 3=27
5 X 5 X 5X 5 = 625
Queda ahora aclarada la afirmación de que el cuadrado es una potenciación de dicho número, puesto que un número se eleva al cuadrado multiplicándolo una vez por sí mismo.
FORMA DE INDICAR LA POTENCIACIÓN DE UN NUMERO
Para indicar una operación de potenciación, efectuada con un número,
se escribe el número y a su derecha, en la parte derecha superior, y en
tamaño más pequeño, el número de veces que el primero se ha de tomar
como factor.
—440—
Ejemplos:
Usted sabe que 72 quiere decir que el número 7 se ha de tomar dos veces por factor; pues bien, 33 significa que 3 se ha de tomar tres veces por
factor y 5 4 , cuatro veces el 5.
BASE, EXPONENTE Y POTENCIA
El número que se toma como factor se llama base y el número que indica las veces que se toma la base como factor se llama exponente y el resultado de la operación se llama potencia. Así, en los ejemplos 7 2 , 33 y 5 4 ,
las bases son 7, 3 y 5; los exponentes respectivos, 2, 3 y 4, y las potencias
respectivas, 49, 27 y 625.
GRADO DE POTENCIA
Se llama grado de potencia al número de orden de su exponente. Por
ejemplo en 54 la potencia es del 4.° grado.
Cuando el exponente es 2, la potencia se llama cuadrado del número
base, como usted ya estudió en la lección 6.
A la potencia de exponente 3 de un número se llama cubo de este número, por ejemplo, 27, que es igual a 3 X 3 X 3 , es decir, a 3 3 , es el cubo
del número 3.
A las potencias de exponente 4 5, 6, 7, etc., de un número se las
llama, respectivamente, potencia cuarta, quinta, sexta, séptima, etc. de este
número.
—441—
interpretación planos
LECCIÓN
NECESIDAD DE INDICAR LA CALIDAD DE LAS SUPERFICIES EN LOS PLANOS
En las lecciones anteriores de esta asignatura ha visto usted cómo se representa en los planos la forma y las dimensiones de una pieza. Estas
indicaciones no son, sin embargo, suficientes para que las personas que deben construirlas sepan exactamente cómo es la pieza.
En efecto, si usted observa las distintas piezas de una máquina, verá
que en ellas hay distintas clases de superficies: unas son pulidas y brillantes, en otras se notan ligeramente las rayas de las herramientas con
que se han trabajado y en otras las rayas de las herramientas son gruesas
y bien distintas; aparte de esto, se encuentran superficies que no han sido
trabajadas con herramientas y otras superficies que están recubiertas con
distintos materiales tales pintura, cromado, niquelado, etc. Puede usted fácilmente comprender la necesidad de que en los planos figure una indicación precisa de cómo deben quedar las distintas superficies de las piezas.
Estas indicaciones están normalizadas para evitar errores de interpretación
y facilitar el entendimiento entre el delineante o proyectista que dibuja el
plano y las personas encargadas de construir las piezas.
—442-
En esta lección estudiará usted los distintos símbolos utilizados para
indicar en los planos las cualidades que deben tener las superficies y la
forma en que estas superficies deben ser dejadas al construir la pieza; pero
antes es necesario que conozca usted algunas de las cualidades de las
superficies y los distintos tipos de superficies que se presentan en las piezas mecánicas.
CUALIDADES QUE DETERMINAN LA CALIDAD DE UNA SUPERFICIE
Puede decirse que la calidad de una superficie es el grado de mayor
o menor perfección con que esta superficie está realizada.
Dos son los factores que determinan la calidad de una superficie
La uniformidad.
El alisado.
La uniformidad es el grado de precisión con que una superficie se adapta a la forma geométrica que debiera tener: forma de plano, forma de
cilindro, forma de esfera, etc., considerando para ello todas las superficies
o una parte grande de ella. El defecto opuesto a la uniformidad es la on-dúlosidad.
El alisado, por el contrario, es una propiedad que refiere a cada pequeña porción de una superficie y el defecto contrarío a esta propiedad es
la rugosidad, o sea, las pequeñas rugosidades que pueden proceder, por
ejemplo, de las marcas que la herramienta deja al trabajar la superficie.
Figura 107.
—443—
Para mejor comprensión de estas propiedades y defectos, vea los esquemas de la figura 107, en los que se presentan en coste una superficie plana
con distintos grados de uniformidad y alisado.
DISTINTAS CLASES DE SUPERFICIES
Prescindiendo del alisado y ¡a uniformidad que puede tener una superficie de una pieza, ésta puede presentarse en distintas formas que dependen de los procedimientos de obtención y trabajo por los cuales se haya'
elaborado. Desde este punto de vista, la superficie se puede clasificar en
tres clases :
Superficie en bruto.
Superficie mecanizada.
Superficie tratada.
Se llaman superficies en bruto de una pieza aquellas que se dejan tal
como quedan después de un proceso de fabricación sin arranque de viruta;
tal como, por ejemplo, las supeficíes que quedan en las piezas después de
fundirlas, forjarlas, laminarlas o cortarlas con soplete.
Se llaman superficies mecanizadas aquellas que quedan después de
haber sido trabajada la pieza arrancando viruta con herramientas cortantes, tales como , por ejemplo, las que quedan después de limar, tornear,
fresar, rectificar, etc.
Lo mismo en las superficies en bruto que en las superficies mecanizadas
pueden posteriormente transformarse mediante tratamientos especiales para
darles determinada apariencia o propiedades especiales, pueden, por ejemplo, pintarse, niquelarse, templarse, etc. A las superficies así transformadas se les da e! nombre de superficies tratadas.
SIGNOS UTILIZADOS PARA DETERMINAR LA CALIDAD
DE LA SUPERFICIE DE LOS PLANOS
A continuación va usted a estudiar ios signos normalizados que se utilizan para representar en los planos las distintas calidades de la superficie.
Cuando las superficies deben dejarse en bruto y no requieren ninguna especial atención ni su uniformidad ni su lisura, en los planos no
se señala ningún signo especial.
Si las superficies deben ser en bruto, pero se requiere que para su
buen aspecto tengan un cierto grado de uniformidad y lisura, se indican
en los planos con el signo ~ ( aproximado).
—444—
Si la superficie debe, ser mecanizada, esta condición se indica disponiendo uno, dos, tres o cuatro triángulos según el grado de uniformidad
y lisura que deban tener (vea la
gura 108).
fi-
Figura 108.
Con un triángulo se indican las superficies que deben ser mecanizadas
de forma basta sin que su uniformidad y alisado sean muy buenos, como
por ejemplo las superficies obtenidas por desbastes en el torno, fresadora y
otras máquinas herramientas. Las marcas producidas por el mecanizado pueden ser claramente apreciadas por el tacto y a simple vista.
Con dos triángulos se indican las superficies que deben dejarse con
un grado de uniformidad y lisura como el que se logra trabajándolas con
herramientas de corte en trabajos de alisado o acabado. Las marcas pueden
ser visibles aún a simple vista, pero apenas pueden apreciarse al tacto.
Con tres triángulos se indican las superficies que deben dejarse con un
grado bastante elevado de uniformidad y alisado superficial, como el que
se logra por ejemplo en el rectificado con muela, las marcas no deben ser
ya visibles a simple vista ni apreciables al tacto.
Por último, se indican con cuatro triángulos aquellas superficies que
deben dejarse con un grado muy alto de uniformidad y lisura, como solamente pueden lograrse con los procedimientos conocidos con el nombre
de superacabados, tales como el lapeado. Las marcas no deben ser en absoluto visibles a simple vista.
DISPOSICIÓN DE LOS SIGNOS DE ACABADO EN LOS PLANOS
Normalmente los signos de acabado se disponen en las vistas de los
planos apoyados sobre las líneas que representan la superficie correspondiente, como se muestra en la figura 109. Si en esta línea no hay espacio
suficiente, se saca una línea de referencia y se apoyan sobre ella los signos
indicadores del acabado, como se muestra en la figura 110.
Cuando una superficie se representa por líneas en distintas vistas, el
signo que indica el grado de acabado superficial de esta superficie se dispone sobre la vista en que las dimensiones de la superficie estén acotadas,
como se muestra en la figura 111.
Figura 109.
Figura 110.
Figura 111.
—446—
Figura 112.
En un plano en que se hallen representadas dos piezas con superficies
en contacto, se dispone un sólo signo para indicar el grado de acabado de
éstas cuando este grado de acabado es igual para ambas, como se muestra
en la figura 112.
Puede darse el caso de que una superficie deba acabarse en parte con
un grado de uniformidad y lisura distinto del resto de la superficie; en tal
caso en los planos se dibuja el signo de acabado sobre una cota que indica
la parte de la superficie a que afecta, como se muestra en la figura 113.
Figura 113.
Cuando todas las superficies de una pieza determinada deben tener el
mismo grado de acabado, el signo de éste no suele colocarse sobre las superficies representadas en el plano, sino que Se dibuja de tamaño mayor
dentro del recuadro de las indicaciones reales del plano o bien al pie de
éste, como puede ver en la fig. 114.
En general todas las superficies de una pieza deben ir trabajadas cor»
el mismo grado de acabado excepto alguna o algunas de ellas; sólo se indican sobre las vistas del plano los signos de superficie de las que hacen
excepción y en el casillero de rotulación o al pie del plano se indica el
signo de. acabado de todas las superficies seguido de aquellos que afectan solamente a alguna encerrados dentro de un paréntesis, como puede
ver más adelante en la lámina 14.
—447—
Figura 114.
—448—
INDICACIONES DE LAS SUPERFICIES TRATADAS
Ya ha visto usted al principio de la lección que, independientemente
del grado de uniformidad y alisado de la superficie, éstas pueden sufrir
un determinado tratamiento para proporcionarles determinadas cualidades
o características especiales. Para indicar estos tratamientos en los planos
se hace sacando una línea de referencia del signo superficial que indica el
acabado de la superficie y escribiendo sobre ella el tipo de tratamiento a
que debe somerterse; en la figura 115 puede ver usted algunos ejemplos
de esto.
Figura 115.
Figura 116.
Figura 117.
—449—
LAMINA 14
Si se trata de superficies en bruto que deben sufrir un determinado
tratamiento, como éstas no llevan signo de acabado superficial, se dibuja
en lugar de éste un ángulo como se muestra en la figura 116.
Puede darse el caso de que de un determinado valor de acabado se
desee lograr por un determinado procedimiento de trabajo; en este caso
el procedimiento de trabajo que se desee dar se indica en el plano en la
misma forma en que se indican los tratamientos de superficie, como puede
ver en la figura 117.
En la lámina 14, vea la aplicación de los signos de mecanizado en
el plano de una pieza. En la parte superior de la lámina se ha repre; sentado la forma que tiene la pieza.
-451—
Tomo 9
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
SOLDADURA
El objeto de la soldadura es unir permanentemente las piezas metálicas, de manera tal, que el conjunto así formado pueda ser considerado como una sola pieza. La soldadura consiste en calentar hasta su
fusión los bordes o superficies a través de los cuales han de unirse las
dos piezas, permitiendo después que solidifiquen juntos. Generalmente, aunque no siempre, se añade a la zona de soldadura metal procedente de una varilla, que se va fundiendo al mismo tiempo que los
bordes de las piezas a unir y al que se da el nombre de metal de
aportación.
En algunos tipos de soldadura, la varilla o metal de aportación empleado funde a una temperatura más baja que los metales a unir y
éstos no llegan a fundirse, sino que solamente se calientan a una temperatura suficiente para que el metal de aportación quede firmemente
unido o pegado a ellos; en otros casos, los metales a unir por soldadura no llegan tampoco a fundirse, sino que se calientan a una temperatura próxima a la fusión y se aprietan uno contra otro con una
fuerte presión, quedando de esta forma unidos.
Los procedimientos de soldadura son muchos y muy variados, diferenciándose unos de otros en los métodos empleados para el calentamiento, en el material de aportación empleado y en la técnica de
-453—
ejecución de la soldadura, teniendo cada uno aplicaciones concretas
a determinados trabajos, según los materiales a soldar y la resistencia
exigida a la soldadura. Estos procedimientos pueden clasificarse según
el material de aportación empleado y según el método de ejecución
de la soldadura. Según el material de aportación empleado se pueden
distinguir:
Soldaduras blandas, que emplean como material de aportación varillas de aleación de plomo y estaño en distintas proporciones.
Soldaduras de plata, que emplean como material de aportación varillas de aleación de plata y cobre en distintas proporciones.
Soldaduras al latón o amarillas que emplean como material de
aportación varillas de latón o bronce de distintas composiciones.
Soldaduras de hierro o acero, que emplean estos materiales como
material de aportación en forma de varillas sin recubrir o recubiertas
con un material fundente.
Desde el punto de vista de los medios empleados para ejecutar el
calentamiento de la soldadura, podemos clasificar en:
Soldaduras con hierro de soldar, en las cuales el calor se aplica por
medio de un hierro o pieza metálica en forma especial, que se calienta
previamente.
Soldadura con lámpara de gasolina, en la cual se emplea como elemento de calefacción la llama de vapores de gasolina producida en
este aparato.
Soldadura al soplete oxiacetilénico u oxídrico.
Soldadura eléctrica por arco.
El hierro de soldar y la lámpara de gasolina se emplean para la ejecución de soldaduras blandas. El soplete oxiacetilénico y el oxídrico se
emplean para la soldadura amarilla, soldadura con varilla de hierro
desnuda y soldadura de planchas de hierro sin metal de aportación. El
arco eléctrico se emplea para soldar con Varilla de acero recubierta y
modernamente también con varillas recubiertas de toda clase de metales: aluminio, latón, bronce, acero inoxidable, etc.
Es muy corriente en la práctica llamar soldadura autógena a la que
se ejecuta con el soplete oxiacetilénico; esta denominación no es técnicamente correcta, ya que solamente puede considerarse como soldadura autógena aquella en que el metal de aportación es igual al de
las piezas que se sueldan. (Al metal de las piezas que se sueldan se
le denomina metal base.)
—454—
En la actualidad, es también extensamente empleada la soldadura
por resistencia eléctrica, en la que el calentamiento se logra por el
paso de la corriente eléctrica entre las superficies a soldar, puestas en
contacto, y la soldadura se produce al presionar una contra otra las superficies así calentadas.
Además de los procedimientos citados se emplean otros varios en
casos especiales, basados en iguales o distintos principios y con detalles diferentes en la ejecución.
EMPLEO DE LOS DIFERENTES TIPOS DE SOLDADURA
En la técnica de la construcción mecánica, los diferentes tipos de
soldadura indicados en el párrafo anterior, se emplean con diferentes
finalidades. A continuación se da una idea general de los principales
empleos de cada uno.
Las soldaduras blandas se utilizan para la soldadura de pequeñas
piezas que no deben presentar una resistencia mecánica elevada; se
suele emplear corrientemente en trabajos de electricidad y lampistería
para soldar piezas de plomo, cobre y latón. Se emplea también para
rellenar huecos o defectos de uniformidad en superficies que deban
presentar un aspecto liso, pero que no tenga importancia desde el
punto de vista de resistencia.
La soldadura de plata se emplea en casos muy especiales de soldaduras delicadas de pequeñas piezas que requieran una soldadura de
mediana resistencia, pero difícil de ejecutar.
Más empleada para la ejecución de uniones de mediana resistencia es la soldadura amarilla, empleada para uniones no muy cargadas
de tubos, planchas de cobre, latón y hierro.
Cuando las soldaduras deben presentar una resistencia elevada se
utiliza la soldadura autógena ejecutada con varilla desnuda y soplete
oxiacetilénico o con el arco eléctrico y varilla recubierta; estos tipos de
soldadura son aplicables actualmente a casi todos los materiales utilizados en construcción mecánica: aleaciones ligeras, latones, bronces,
fundición de hierro y acero.
La soldadura por resistencia eléctrica es aplicada extensamente a
la construcción de estructuras soldadas de planchas y perfiles laminados de diversos materiales.
-455—
EJECUCIÓN DE SOLDADURAS BLANDAS
En la ejecución de soldaduras blandas, como se ha indicado, la calefacción de las piezas y el metal de aportación se realiza por medio del
hierro de soldar o la lámpara de gasolina y en algunos casos también
con el soplete oxiacetilénico.
En la figura 34 se muestran unos hierros de soldar, también llamados soldadores. Estos hierros se calientan en una llama, que puede
ser una lámpara de gasolina, un soplete de acetileno, una llama de
gas u otro procedimiento cualquiera. Su empleo se reduce a la ejecución de la soldadura de piezas de muy poca masa, que por lo tanto, requieren muy poca cantidad de calor para ser calentadas. Las piezas
se disponen juntas, por la parte en que se hayan de soldar y sobre la
unión se funde una pequeña porción de metal de aportación de una
varilla, por medio del hierro caliente. Con el mismo hierro se extiende
y- hace correr el metal fundido para que penetre en las superficies
a unir.
Para evitar tener que calentar constantemente el hierro de soldar
y poder aumentar la velocidad en este trabajo, se ha ideado y construido soldadores de este tipo calentados eléctricamente.
Cuando las piezas a soldar son de una cierta masa, el calentamiento de éstas se realiza directamente por medio de una lámpara de gasolina e incluso cuando el material base presenta un elevado punto de
fusión puede emplearse un soplete oxiacetilénico.
EL SOPLETE OXIACETILÉNICO
Para realizar la soldadura de metales de elevado punto de fusión
es necesario el empleo de aparatos que produzcan una llama de ele—456—
vada temperatura y de éstos el más corrientemente empleado es el
soplete oxiacetilénico.
En esencia un soplete es un tubo por el cual sale una mezcla de
gases inflamables (un gas combustible y otro gas comburente), a una
velocidad tal que al encenderse a la salida, la llama producida no tiene
suficiente velocidad para penetrar dentro del tubo; en el soplete oxiacetilénico el gas empleado como combustible es el acetileno y el gas
empleado como comburente, el oxígeno.
Figura 35
En la figura 35 se muestra la forma práctica de un soplete para la
soldadura oxiacetilénica; estos sopletes se construyen de dos tipos: sopletes para la baja presión de acetileno y sopletes para alta presión de
acetileno. El tamaño de la llama, también llamado dardo, del soplete
debe ser más o menos grande según el trabajo que deba realizarse con
él, o sea según el tamaño o espesor de las piezas que se han de calentar por lo cual las boquillas de los sopletes se construyen de distintos
tamaños y son intercambiables.
SOLDADURA ELÉCTRICA POR ARCO
Se denomina arco eléctrico a una chispa eléctrica que salta continuamente entre dos puntos o piezas metálicas que reciben el nombre
de electrodos, separados por una cierta distancia. La cantidad de calor
y elevada temperatura desarrolladas en un arco eléctrico es más que
suficiente para poder fundir incluso el acero, propiedad ésta que se
aprovecha en soldadura.
La soldadura eléctrica se realiza haciendo saltar un arco entre las
superficies a unir de las piezas que se sueldan y una varilla metálica, generalmente recubierta de una pasta fundente, que recibe el nombre de electrodo. Tanto el electrodo como el punto de la pieza sobre la
—457—
Figura 36
cual salta el arco se funden, y el metal de que está construido el primero salta en pequeñas gotas sobre el baño fundido de las piezas que hay
que soldar. Poniendo dos piezas metálicas una junto a otra y recorriendo
la línea de unión con un arco como el que acabamos de describir, se
logra la soldadura eléctrica de éstas.
Para poder practicar la soldadura eléctrica se necesitan máquinas
adecuadas que proporcionan una corriente eléctrica de voltaje y amperaje o intensidad determinados según el tipo de soldadura. Estas
máquinas son de tipos muy variados. En la figura 36 se muestra una
de este tipo, se trata de una máquina de corriente alterna.
DEFORMACIÓN DE LAS PIEZAS AL SOLDARLAS
De lo estudiado hasta aquí se desprende que en las zonas de las
piezas que se efectúa una soldadura éstas son sometidas a temperaturas elevadas y el calentamiento no es uniforme en la totalidad de la
pieza, lo que origina una serie de deformaciones más o menos previsibles pero generalmente inevitables.
—458—
Pueden, no obstante, cuando el caso lo requiera y cuando se trate
de soldar piezas que están mecanizadas total o parcialmente para su
recuperación, prepararlas de forma que estas deformaciones se reduzcan a la mínima expresión.
Un procedimiento es sumergir la pieza en agua dejando sobresalir solamente la zona a soldar; en este caso el calor se disipa en el agua
no afectando al resto de la pieza.
Otro procedimiento es calentar toda la pieza en un horno construido con refractarios y una vez alcanzada cierta temperatura se procede a soldar, produciéndose as! un calentamiento uniforme, no tan
brusco como si la pieza estuviese fría. Después de la operación se deja
enfriar también lentamente; así se evitan además las tensiones que
podrían producirse de no tomar estas medidas.
—459—
técnica torneado
LECCIÓN
MOLETEADO
Aparte del roscado del que nos ocuparemos en próximas lecciones,
el moleteado o estriado es, de las operaciones elementales que pueden
realizarse en el torno, la última que nos faltaba estudiar.
Recuerde usted que en la lección 1 definimos el moleteado (figura 302) como la transformación
de una superficie exterior mecanizada, mediante una herramienta especial, en una superficie que puede
llamarse erizada de puntos o granulada.
Esta transformación es producida por compresión del material y se
efectúa mediante las herramientas
llamadas moletas. Se trata (fig.
303) de unos discos de acero templado muy duro que en su superfiFigura 302. —Operación de
cie exterior cilindrica llevan grabado
moleteado.
en relieve el dibujo a obtener.
—460—
Mol. a 30°
Mol.a 45º
Figura 303. — Diferentes tipos de moletas y moleteados con ellas conseguidos:
A, moleteado recto; B, moleteado a 30°; C, moleteado a 45°.
Generalmente este dibujo es una estría afilada, que se clava sobre el
material provocando en éste la formación de una ranura contraria o
inversa de la estría.
CLASES DE MOLETEADOS
En la figura 303 se muestran los tres tipos más corrientes de moletas y el moleteado con ellas conseguido: moleteado recto, moleteado
cruzado a 30 y a 45 grados.
El moleteado se utiliza sobre todo para superficies de piezas cilindricas que han de ser manejadas a mano (fig. 304) como los pomos, cabezas de tornillo, etc. El objeto de moletear estas superficies es el de
proporcionar una mayor adherencia a los dedos sobre la pieza a la que
tiene que hacerse cierto esfuerzo.
En los planos debe indicarse siempre la clase de moleteado a efec—461—
—462—
Figura 306. — Micrómetro con moleteados rectos.
tuar. En el caso de que sea recto se indicará también el paso. Fíjese a
este respecto en A de la figura 303.
Vea en la figura 305 un micrómetro con la empuñadura moleteada
a 60 grados cruzado y en la 306 un moleteado recto de aspecto más
fino. Seguidamente verá la forma de efectuar la operación y cómo se
obtiene el grabado en diagonales cruzados.
PORTAMOLETAS
Los discos de la figura 303 se
montan en un soporte llamado portamoletas. Obsérvese en la portamoletas de la fig. 307 los ejes en
los que se montan los discos-moletas. En esta figura la montura lleva
seis ejes, de los que solamente se
ven cuatro, para poder montar tres
juegos de moletas (basto, medio y
fino).
Figura 307. — Portamoletas sin las
moletas montadas; 1, soporte portamoletas. 2, montura para las moletas. 3, ejes moletas.
—463—
Visto por A
Figura 308.— Disposición de los tres juegos de moletas: 1, juego de moletas
basto; 2, juego de moletas medio; 3, juego de moletas fino; 4, montura;
5, ejes de tas moletas.
Lo corriente en los talleres es disponer de estos portamoletas con
tres pasos para poder realizar en un momento dado moleteados de tres
gados. Cada juego consta de dos moletas, una de las cuales lleva las
estrías con una inclinación hacia la derecha y la otra hacia la izquierda
(figura 308); la combinación de las dos es la que produce el moleteado
en diagonal de la figura 305.
Figura 309. — Moleteado: 1, torreta portaherramientas; 2, portamoletas;
3, moletas.
—464—
FORMA DE EFECTUAR LA OPERACIÓN
El portamoletas se monta en la torreta como una herramienta cualquiera, es decir, centrada a la altura del eje (fig. 309). Se apoya el juego
de moletas contra la pieza como se indica en la figura y se hace una
fuerte presión que es la que provoca el moleteado, por la compresión
de la moleta contra el material. La misma presión de las moletas contra
la pieza es la que las hace girar.
PRECAUCIONES AL EFECTUAR LA OPERACIÓN
•
Hay que tener en cuenta que
el moleteado requiere mucha
presión contra la pieza y, en
consecuencia, deberán fijarse
fuertemente la torreta y los
carros portaherramientas para
que no se levanten (fig. 310).
• Tampoco debe descuidarse el
comprobar que tanto la pieza
como el portamoletas están
fuertemente fijados.
Figura 310.— Rc, reacciones.
• Es necesario asegurarse de que
el voladizo de la pieza no sea
excesivo, d e b i e n d o apoyarse
con puntos si es que sobresale mucho del plato (fig. 311).
• No debe perderse nunca de
vista que el moleteado por
efecto de la compresión del
material aumenta el diámetro
— P, presión moletas;
de la pieza, según el grado Figura 311.
F, flexión pieza.
más o menos fino de moleta
que se utilice, de hasta 0,3
mm. (fig. 312).
Como quiera que el moleteado
puede hacerse perfectamente con
avance automático, la operación se
efectúa como sigue: se aplica fuer312. — 0 d, antes de moletemente la moleta contra la pieza Figura
tear; 0 D, después de moletear.
—465—
Figura 313. — Comienzo del moleteado: A, aumento del diámetro por la compresión del material.
en una anchura de 1 a 2 mm (fig. 313), se comprueba la formación de
las rayas y se embraga el automático. Durante la pasada se refrigera con
aceite o taladrina.
TIPOS ESPECIALES DE TORNOS
Hasta ahora hemos estudiado los diversos mecanismos y dispositivos
que componen el más popular y conocido de todos los tipos de torno:
el torno paralelo También ha visto usted cómo sé efectúan en estos
tornos las más variadas operaciones.
En esta lección y en la próxima usted estudiará dos de los tipos
especiales de tomos: tornos al aire v tornos verticales. A pesar de las
diferencias de tamaño y de la distinta disposición de sus mecanismos,
los trabajos que se efectúan en estos dos tipos tienen una gran similitud
con los que realizan en el torno paralelo.
TORNOS AL AIRE
Es sabido de usted que las piezas de poca longitud son las ideales
para trabajarlas montadas al aire, es decir, fijadas en cualquier clase de
plato. Precisamente para piezas especiales de gran diámetro y de poca
longitud fueron ideados los tornos al aire.
-466-
Figura 314. — Torno al aire: 1, cabezal fijo; 2, contrapunto; 3, plato portapiezas; 4, carro portaherramienta; 5, torreta graduada; 6, zapata fija; 7, polea
escalonada; 8, dispositivo de reducción con triple eje auxiliar; 9, pernos pulidos.
Vea en la figura 314 un torno al aire de modelo antiguo y observe
que la disposición de sus órganos es igual a la del torno paralelo, con
la diferencia de su fijación sobre el piso en lugar de sobre una bancada
y el correspondiente zócalo o patas. En todo caso, la zapata fija (6) hace
de bancada y, por consiguiente, al fijarla en el suelo se habrá procurado que quedase perfectamente nivelada y paralela al eje principal del
torno.
Se comprende en seguida que en este tipo de tornos se logra una
muy considerable altura de puntos sobre la zapata fija, altura que a
veces aún se aumenta con la construción de un foso entre el cabezal
fijo y la zapata, con lo que se consigue tornear diámetros muy considerables con una altura normal de su eje principal sobre el piso del taller.
INCONVENIENTES DE LOS TORNOS AL AIRE
No obstante, los tornos al aire tienen también inconvenientes los
cuales han hecho que sean preferidos los tornos verticales.
Estos inconvenientes se derivan principalmente del montaje de las
piezas en el plato. Como quiera que éstas son siempre de gran diámetro,
requieren que sean alzadas hasta la altura del plano, cosa que no es fácil
conseguir por su excesivo peso, que incluso puede ser causa de accidentes.
—467—
Figura 315. — Torno al aire moderno.
Otro inconveniente que proviene también del gran peso de las
piezas es que deben fijarse muy fuertemente al plato para que no se
muevan al trabajarlas. Ha de ser una fijación muy fuerte y muy centrada, de lo contrario al girar el plato se produce un gran desequilibrio
que repercute en el acabado de la pieza y puede incluso llegar a aflo-
Figura 316. — Torneado de ruedas de locomotora en un torno especial.
—468—
jarla. Por otra parte, una fijación muy fuerte en una pieza hueca de
paredes delgadas puede hacer que se deforme.
La utilización de tornos como el de la figura 315 ha quedado
reducida, pues, a una determinada clase de trabajos para una también
Figura 317. — Torno al aire frontal "Pontiggia": 1, plato de fijación de las
piezas (neumático); 2, bancada; 3, carro longitudinal; 4, carros transversales
(anterior y posterior); 5, torres portaherramientas; 6, cajas de avances de los
carros transversales y tabla indicadora; 7, motores de traslación de los carros
transversales; 8, motor de traslación del carro longitudinal; 9, husillo de
avance de los carros transversales; 10, caja de pulsadores de los mandos; 11,
fijación de los carros portaherramientas (giratorios); 12, cremallera de avance
del carro longitudinal; 13, plato de estacadas con el plato neumático fijado.
determinada clase de piezas, aunque se introduce alguna variante según el trabajo; este es el caso del torno de la figura 316 en el que se
tornean ruedas de locomotora en un torno especialmente equipado para
su mecanización.
—469—
CARACTERÍSTICAS DE UN TORNO ESPECIAL AL AIRE
Fíjese en la figura 317, en la disposición de los mecanismos de un
torno especial al aire producido por la casa PONTIGGIA y cuyas características son las siguientes:
Altura de puntos sobre el puente delantero
Diámetro admitido sobre el puente delantero
Diámetro admitido sobre la bancada
Longitud a tornear sobre la bancada ... ...
Potencia del motor del cabeza!
Número de velocidades del eje principal ...
Gama de velocidades, en vueltas por minuto
del eje
Avances del carro
Avances de los carros portaherramientas ...
Peso aproximado
1.000
2.000
1.200
1.000
50
18
mm.
mm.
mm.
mm.
CV.
2,5 a 118
6
18
18.000 kg.
El modelo de torno que usted acaba de ver, de concepción moderna,
es el también llamado torno frontal, muy apropiado para trabajos tales
como el mecanizado de ruedas de ferrocarril. Está dotado de mandos
electromagnéticos por medio de la caja de botones-pulsadores que se
ve en la figura. Como es fácil suponer, el movimiento de sus mecanismos a brazo resultaría fatigoso y pesado en extremo.
En tornos como éste también pueden acoplarse platos de fijación
neumática y dispositivos de reproducción por copiado.
En estos tornos, como es evidente, debe procurarse siempre efectuar el máximo de operaciones de torneado en una sola fijación, razón por la que van equipados con dos torres portaherramientas.
TORNOS VERTICALES
Los tornos verticales (fig. 318), así llamados porque su eje principal es vertical, llevan el plato portapiezas como una plataforma giratoria, a poca altura del suelo y en posición horizontal. Por esta
disposición la carga y descarga de las piezas se efectúa con mayor comodidad que en los tornos al aire. Por otra parte, la sujección de las piezas
requiere mucha menos fuerza por descansar su peso en el mismo plato. Asimismo, se simplifican mucho las dificultades de centrado de la
pieza, al propio tiempo que la velocidad de giro es más uniforme sin
—470—
Figura 318. — Torno vertical BERTHIEZ.
originar los violentos roces de los tornos al aire. Por todo ello pueden
tornearse piezas de mayores diámetros y de mayor longitud.
Observando las figuras 319 y 320 se aprecia que los tornos verticales se fabrican de muy variada gama de medidas, con capacidades
para tornear diámetros desde 850 mm como el de la figura 320, hasta
-471—
—472—
Figura 320. —Torno vertical AURRERA de Bilbao. Diámetro máximo a tornear, 850 milímetros.
18 metros, como el de la figura 319. Este último es considerado como
el mayor torno vertical del mundo. Observe que con el fin de ahorrar
potencia y aprovechar mejor la velocidad, el plato consta de dos partes que pueden acoplarse o desacoplarse a voluntad, según el diámetro a tornear. El plato inferior es para diámetros hasta 12 metros y el
plato exterior hasta los 18.
HISTORIA Y CLASIFICACIÓN
Aunque el empleo del torno vertical no sea, ai menos en los talleres de pequeña importancia tan generalizado como las otras máquinas-473—
herramientas corrientes como tornos paralelos, revólver, fresadoras, etc.,
los primeros tornos verticales han sido concebidos y realizados en la
misma época. Basta decir que en 1837 fue patentado por el suizo Georges Bodwer el primer torno vertical.
Desde un principio las dos grandes variantes de este tipo de torno
han sido:
• Torno vertical de un montante (fig. 318 y 320).
• Torno vertical de dos montantes (fig. 319).
En el torno de un montante éste tenía la forma de una columna cilindrica, mientras que en los de dos montantes los dos eran de sección
rectangular.
Los mandos eran muy rudimentarios. El plato era arrastrado por
una corona de dentado recto exterior de fundición sin mecanizar. El
piñón de ataque era solidario a una simple polea o como máximo a una
polea escalonada para obtener varias velocidades.
La máquina disponía solamente de un carro porta-herramientas y
el avance se transmitía por un mecanismo de trinquete.
Es curioso que esta máquina,
aunque inventada en Europa, no
tuvo inmediatamente el éxito que
merecía en el continente, siendo solamente en principio los constructores americanos e ingleses los que
empezaron su fabricación. No obstante, más tarde los alemanes y los
franceses también la desarrollaron
habiendo alcanzado en la actualidad modelos magníficamente logrados, de tanta calidad y producción
como los americanos.
Figura 321. — Organos de los tornos
verticales de uno y dos montantes:
1, banco; 2, montantes; 3, travesaño;
4, traviesa o brazo para los de 1
montante; 5, carros portaherramientas sobre traviesa o brazo; 6, carros
portaherramientas sobre montante;
7, portaherramientas; 8, plato.
La designación o nombre de los
órganos de los tornos verticales según todas las disposiciones previstas
para los tornos de uno o dos montantes, con diámetro a tornear fijo o variable y con todas las combinaciones
posibles de carros porta-herramientas es la indicada en la figura 321.
-474—
Figura 322. — Disposición de los mandos en un torno vertical de un montante:
1, selección de las velocidades del árbol principal; 2, embrague y freno; 3,
plato portapieza; 4, torreta portaherramientas; 5, torreta revólver; 6, carro en
el brazo; 7, sector de inclinación del carro; 8, tacos de desembrague; 9, dispositivo de elevación del brazo; 10, barra de cilindrar vertical; 11, desplazamiento manual del carro; 12, embrague de los avances; 13, desplazamiento
rápido; 14, carro en el montante; 15, desplazamiento manual del carro; 16,
accionamiento de los avances.
En la figura 322 se muestra la disposición de todos los mandos de.
un torno vertical de un montante.
ESTUDIO GENERAL DEL TORNO VERTICAL
Se comprende sin dificultad alguna que es más fácil de colocar
una pieza voluminosa y pesada sobre un plato, que suspenderla, caso
de los tornos al aire. Es igualmente más cómodo centrarla, porque la
carga interviene mucho menos. En resumen, un torno vertical es un
torno al aire que se ha dispuesto en una posición más racional.
Conviene destacar que la calidad del trabajo de un torno vertical
y su precisión de ejecución dependen de la calidad y suavidad de las
guías del plato, del buen deslizamiento de éste y de la ausencia de vibraciones.
Los tornos verticales están destinados a recibir piezas voluminosas, pesadas y, a menudo, embarazosas. Por consiguiente, la guía del
plato debe ser bien dimensionada y as! la gran masa que forma el plato
y la pieza impide las vibraciones.
En un torno paralelo la precisión del trabajo está relacionada con
la calidad de ejecución y el montaje del eje principal. Aunque en un
torno vertical las soluciones adoptadas sean diferentes, ocurre lo mismo,
y es por esta razón que empezaremos su estudio por la guía del plato
y su engrase.
EL PLATO, SU GUIA Y SU ENGRASE
Se han adoptado varias soluciones:
•
9
•
•
•
•
•
•
guía en cono, eje principal cilindrico.
guía en V, eje principal cilindrico con centraje por la cara exterior de la guía.
guía en V, eje principal cilindrico con centraje por la cara interior de la guía.
guía en V, eje principal sobre rodamientos de rodillos.
guía plana y rodamientos de rodillos cónicos.
guía plana y eje principal cónico.
guía plana y eje principal sobre rodamientos de rodillos cónicos.
montaje sobre rodamientos cónicos.
Cada constructor, claro está, tiene sus buenas razones para justificar el empleo de la solución adoptada. Usted estudiará brevemente
—476—
Figura 323. — Esquema de montaje del eje principal con guías en V: 1, plato
de fijación de las piezas; 2, eje principal; 3, guías en V; 4, eje motriz de la
caja de velocidades; 5, eje de transmisión al plato; 6, piñón de arrastre; 7,
corona dentada fija al plato; 8, agujero de evacuación de virutas; 9, centrajes
o semiejes; 10, gozne de cojinetes de bolas; 11, banco.
algunas de estas disposiciones lo suficiente para que pueda formarse
una ¡dea de todas.
GUIA EN V, EJE PRINCIPAL CILINDRICO CON CENTRAJE
POR LA CARA EXTERIOR DE LA GUIA (fig. 323).
El eje principal está montado sobre el plato y la guía es en V
asimétrica. El centraje lo hace por la cara exterior y la carga la soporta la cara interior de la V (más amplia). El eje principal guía en dos
semiejes o centrajes lisos. El plato lleva un tubo central para la evacuación de virutas.
La parte inferior del eje principal descansa sobre un gozne con
rodamientos de bolas.
Un dispositivo de elevación del gozne permite elevar el plato. Se
puede igualmente considerar que para cargas fuertes se hace descargar
el plato sobre la guía (velocidades lentas), mientras que para trabajos
ligeros y a gran velocidad, descansa solamente sobre el gozne, eliminando así el rozamiento de las guías.
-477—
Figura 324.— Esquema de montaje del eje principal con guía de carga exterior: 1, plato-eje principal; 2, guía de centraje; 3, guía de carga; 4, corona de
arrastre; 5, agujero evacuación de virutas; 6, centraje inferior cónico; 7, banco.
GUIA EN V, EJE PRINCIPAL CILINDRICO CON CENTRAJE
POR LA CARA INTERIOR DE LA GUIA (fig. 324).
La cara de centraje de la guía es la interior y la cara de carga, la
exterior, siendo la V asimétrica. El eje principal no está centrado por
los semiejes como en la solución anterior, pero pivota o gira libremente.
La parte inferior del gozne es cónica y el centraje se hace, de
una parte sobre el ala de centraje de la V y de otra, sobre el cono
inferior.
La reacción del corte es absorbida por el ala de centraje de la V
vertical. Las piezas a mecanizar son muy pesadas y casi siempre de
gran diámetro. La carga aplicada sobre la superficie del plato tiende a
deformarlo en forma convexa.
En el caso de centraje exterior (fig. 323) la deformación tiende a
apretar contra las guías con peligro de agarrotamiento a menos que
no se limite la carga y la velocidad. En el caso de centraje interior se
tiende al contrario, a aliviar la cara de centraje para aplicarse al máximo sobre la cara de carga.
—478—
Figura 325.— Esquema de montaje del eje principal sobre guía plana y rodamientos de rodillos cónicos: 1, plato; 2, rodamiento de rodillos (centraje);
3, cosquillo de reglaje; 4, guía plana, cubierta de antifricción; 5, piñón de
ataque de la caja de velocidades; 6, corona dentada fija al plato; 7, banco.
GUIA PLANA Y RODAMIENTO DE RODILLOS CÓNICOS (fig. 325).
El plato descansa sobre una guía cubierta de antifricción. El centraje reducido estrictamente al mínimo es asegurado por un solo
rodamiento de rodillos cónicos. El reglaje de este rodamiento se efectúa por la parte inferior y debe hacerse cada vez que se observe un
excesivo juego entre los aros interior y exterior del cojinete.
En los tornos de pequeños diámetros, la guía es de una sola banda
de frotamiento. En los tornos mayores, hay dos o más bandas de frotamiento.
MONTAJE SOBRE RODAMIENTOS CÓNICOS (fig. 326).
Este montaje es adecuado particularmente para las máquinas de
gran velocidad. La figura 326 muestra una disposición clásica de este
tipo de montaje.
Por tratarse de máquinas de gran velocidad se comprende que es
preciso utilizar rodamientos especiales de precisión y que el engrase
debe ser objeto de un estudio minucioso. Asimismo, es importantísimo
el engrase en las superficies de guía.
—479—
Figura 326.— Esquema del montaje del eje principal sobre rodamientos: 1,
plato; 2, rodamientos de guía y centraje; 3, eje principal; 4, piñón de ataque;
5, corona del plato; 6, banco.
Figura 327. — Sistema de engrase en la superficie de guía del banco; 1, guía
con ranuras de engrase; 2, tubos de comunicación del aceite; 3, rodamiento de
centraje; 4, piñón de ataque (cónico); 5, banco.
Hay que tener en cuenta que un engrase demasiado abundante
puede ser causa de calentamiento.
ENGRASE
En los tornos verticales se considera el engrase como el problema
primordial para las guías del plato, ya sean éstas sobre rodamientos o
sobre guías planas o en V.
Según el tamaño y la velocidad de las máquinas, la alimentación
es diferente. El aceite es distribuido en varios puntos, variando el número de éstos según el diámetro de la guía. La distancia de un punto
de alimentación a otro está ligada a la longitud de la guía.
La figura 327 representa el sistema de engrase adoptado sobre un
torno en el cual el plato es centrado sobre un solo rodamiento de rodillos cónicos y que lleva guía plana. Sobre el banco, las cuatro ranuras
radiales están alimentadas y entrelazadas entre sí; en la parte inferior
de la guía va el piñón cónico de ataque al plato.
Figura 328. — Parte inferior del plato: 1, alojamiento del cojinete de centraje;
2, guía con ranura de engrase; 3, corona cónica de arrastre.
Vea en la figura 328 la parte inferior del plato que va montado
sobre la guía de la figura 327. La guía plana lleva una ranura de perí—481—
Figura 329. — Sistema de engrase en una guía en V: 1, banco; 2, superficie de
la guía de carga; 3, superficie de la guía de centraje; 4, tubos de alimentación
de engrase; 5, piñón de ataque.
metro rectangular que sirve para la distribución del aceite y a su alrededor dispone de la corona circular de arrastre.
La figura 329 muestra el engrase en la guía en V del banco. Una
buena medida es supeditar el mando del motor principal al engrase. A
tal efecto, se monta una válvula, controlada eléctricamente y que actúa
parando el motor principal cuando se produce un defecto de presión
de engrase debido a una fuga.
Para seguridad del funcionamiento se procede de forma que el
botón de puesta en marcha ponga primeramente en marcha el motor
de la bomba de engrase, y para que se ponga en marcha el motor principal es preciso que haya alcanzado la presión mínima.
EL ARRASTRE DEL PLATO
El arrastre del plato se realiza por uno de los dispositivos siguientes:
Corona
Corona
Corona
Corona
cónico-recta.
cónico-espiral (figs. 325 y 326).
recta interior (figs. 323 y 324).
recta exterior.
—482—
VENTAJAS E INCONVENIENTES DE LAS CORONAS
CÓNICO RECTA Y CON ICO-ESPIRAL
El juego cónico-espiral provoca una pequeña reacción que tiende
a levantar el plato. La carga que representa la pieza apoyada en él se
opone a este levantamiento.
En el caso de un piñón recto no hay reacción sobre el eje principal.
Estas son las ventajas de estos dispositivos. Por lo que respecta a
los inconvenientes cabe indicar los siguientes:
El diente de un piñón cónico recto es más débil que el de un engranaje recto normal.
En un piñón cónico-espiral, el diente es más fuerte y la línea de
contacto más favorable, pero se está obligado a montajes más rígidos
capaces de absorber las reacciones del juego corona-piñón.
CORONA RECTA-INTERIOR Y RECTA EXTERIOR
El sistema de corona recta tiene también sus inconvenientes y sus
ventajas. Tanto si el engranaje es interior como exterior no tiene ninguna
reacción axial, es decir, sobre el eje.
En el caso de corona exterior se calcula el juego de engranajes
para transmitir la potencia de arrastre y corte sobre un solo diente,
mientas que en el caso de dentado interior se puede holgadamente
contar sobre dos dientes. En los dos casos se produce reacción sobre el
centro, pero su sentido varía según el engranaje sea exterior o interior.
Figura 330.— Arrastre del plato por
piñón situado en el plano de ataque
de la herramienta.
Figura 331. — Arrastre del plato por
piñón no situado en el plano de ataque de la herramienta; R = Fa + Rc.
—483—
También la posición del piñón de ataque con respecto al plano de
ataque de la herramienta tiene su importancia, por el hecho de que las
reacciones pueden sumarse o anularse mutuamente. La posición más
favorable es la de los tornos que los sitúan en el plano de ataque de la
herramienta (fig. 330).
Viendo el esquema de la figura 331 se deduce la desventaja que
representa el colocar el piñón de ataque alejado del plano de la herramienta. Mientras en la figura 330 se anulaban, en este caso se suman,
resultando una fuerza aplicada en el centro del eje lo que perjudica
sensiblemente su marcha.
Todos estos dispositivos son para tornos de pequeñas y medianas
dimensiones, pues las máquinas mayores (con platos de 8 metros de
diámetro) tienen dos platos concéntricos, como ya se vio en la figura
319, que pueden hacerse solidarios: se efectúa entonces el arranque de
dos maneras distintas.
• por el plato interior, cuando éste gira solo.
•
por el plato exterior, cuando giran solidarios.
EL BANCO
El diámetro máximo a tornear puede ser fijo o variable.
Cuando el diámetro a tornear es fijo, el banco portaplato es una
pieza fijada en el suelo o formando cuerpo con el montante (fig. 318).
Algunas otras veces, el mismo banco forma la caja de velocidades y
recibe todos los órganos de transmisión.
Cuando el diámetro máximo a tornear es variable, pueden presentarse dos casos:
•
el torno es de dos montantes.
el torno es de un montante.
En el primer caso presenta muchas dificultades, pues los carros
portaherramientas situados sobre la traviesa, tienen su desplazamiento hacia los montantes, limitado por éstos mismos y por el carro portaherramientas sobre montante.
Una solución es la de la figura 332 en la que se monta una consola sobre la traviesa y sobres esta consola otro carro portaherramientas.
El desplazamiento de éste por la consola señala, según se indica en
la figura, el diámetro máximo a tornear, que por otra parte está limitado a su paso por entre los montantes.
—484—
Figura 332.— Montaje de una consola para ampliar el diámetro máximo a
tornear: 1, plato portapieza; 2, montantes; 3, traviesa; 4, consola; 5, bancobastidor; 6, carros sobre traviesa; 7, carro sobre montante; 8, carro sobre consola. — a-a: eje de desplazamiento de las herramientas de los carros sobre
traviesa.
Es de todas maneras muy difícil conservar un paralelismo riguroso del portaherramientas (8) durante su desplazamiento y una buena rigidez después del blocaje.
TORNO DE UN SOLO MONTANTE
En este caso se han adoptado dos soluciones:
• desplazar el banco.
•
desplazar el montante.
El constructor BERTHIEZ ha adoptado y patentado la primera solución. Desplaza el carro sobre un zócalo paralelo a las guías del
-485—
brazo, condición indispensable para conservar un plano horizontal de
ataque del corte. Esta solución, ya hemos dicho que ha sido patentada,
y todas las demás presentan inconvenientes.
En la disposición BERTHIEZ el conjunto montante-traviesa que
llevan los carros portaherramientas y la caja de avances, y que constituye
la parte alta de la máquina, es fija.
La parte baja es más fácil de desplazar y es el banco el que se
desplaza por el zócalo (fig. 333).
Otros constructores habían ensayado la segunda solución, es decir,
desplazar el montante paralelo al plano de ataque de la herramienta,
pero quitaba rigidez al conjunto y esta disposición fue abandonada.
No obstante, en esta solución
del banco desplazable pueden aplicarse tres variantes en lo que se refiere a la posición de caja de velocidades del eje principal.
1.° — El banco es simple y la
caja de velocidades está fijada en el
suelo (fig. 334).
Esta solución permite disponer
un banco extraordinariamente sencillo (fácil de manejar y conteniendo muy pocos órganos en movimiento, lo que limita el calentamiento y
la deformación). Esta disposición
emplea necesariamente el arrastre
por un juego de corona y piñón
cónico.
2.° — La caja de velocidades
es incorporada el banco (fig. 335)
Esta es una solución moderna
que se ha adoptado para las má-
Figura 334. — Caja de velocidades
-fijada en el suelo.
Zócalo
Figura 335. — Caja de velocidades
incorporada al banco.
Figura 333. — Torno vertical de un montante y plato desplazable: 1, banco
desplazable; 2, plato portapiezas; 3, montante; 4, traviesa o brazo; 5, carros
portaherramientas sobre traviesa; 6, caja de avances de los portaherramientas (5); 7, portaherramientas sobre montante; 8, caja de avances del portaherramientas 7; 9, zócalo y guías; 10, asiento para posición inclinada del carro
portaherramientas.
—487—
quinas medianas (hasta 20 Tm). El
motor principal está aplicado directamente sobre el banco y el conjunto banco-plato se desliza sobre [
el zócalo.
En esta disposición, el motor
que va unido a la caja de velocidades por un acoplamiento elástico es
generalmente de velocidad constante. La caja de velocidades está construida y mecanizada directamente
en el banco. Todas las palancas y
órganos de mando están situados
Figura 336. —Caja de velocidades
sobre la cara anterior y al alcance
bajo el banco.
del operario.
3.° — La caja de velocidades está montada bajo el banco (figura
336).
Esta es la disposición mejor para los tornos verticales de banco
desplazable de grandes dimensiones. El motor está suspendido bajo
el banco. La caja de velocidades es poco accesible y, por tanto, necesita mandos a distancia ya eléctricos, ya hidráulicos.
MECANISMOS DE VELOCIDADES
De todos es conocido que para responder a las necesidades de la
industria y utilizar las posibilidades de corte de las herramientas es
necesario disponer de una gama extensa de velocidades.
Esta necesidad es todavía más precisa en los tornos verticales y
más aún cuanto» más grandes son, ya que las piezas que se han de
mecanizar en ellos, por ser voluminosas y de grandes proporciones, requieren un especial cuidado al elegir la velocidad de corte.
Es evidente que en grandes piezas, una variación de diámetro (de
una pieza a otra diferente) de medio metro, por ejemplo, pueden requerir ya una nueva velocidad por haber aumentado o disminuido extraordinariamente el perímetro de la pieza a trabajar y, por tanto, la velocidad lineal de corte.
En los tornos verticales de plato de hasta 1800 mm de diámetro,
se disponen cajas de velocidades acopladas al motor que llegan a dar,
hasta 18 velocidades distintas.
—488—
Para tornos que superan esa dimensión del plato, muchos constructores han preferido emplear motores eléctricos de cuatro velocidades a potencia constante. Así es posible ampliar una primera gama
de velocidades a cuatro veces mayor.
Otros han preferido utilizar unos dispositivos llamados variadores
de velocidad, con los que es posible ir variando constantemente la velocidad. Esto significa una gran ventaja en las piezas de grandes dimensiones: durante el refrentado puede mantenerse la misma velocidad de corte de la herramienta desde la superficie exterior hasta el
mismo centro, ganando así muchísimo tiempo y aprovechando mejor
el torno y la herramienta.
No es necesario advertir que el movimiento de todos estos mecanismos, así como el manejo de los distintos órganos del torno y sus
desplazamientos no se efectúa a mano, sino que se lleva a cabo mediante sistemas de accionamiento eléctricos o hidráulicos, controlados
desde unas cajas de pulsadores (fig. 333) o desde unos pupitres fijos
en el suelo.
Para proporcionar una mejor información, damos unas gamas de
velocidades de tornos verticales, según el diámetro del plato. Observe
usted la diferencia con los tornos paralelos.
Diámetro del
plato en mm
Velocidad de rotación
en vueltas por minuto
6
4
2,5
2
1,3
1
0,7
800
1000
1400
1800
2250
2800
3750
a
a
a
a
a
a
a
320
240
150
125
80
64
45
Modernamente y con variadores de velocidad pueden encontrarse
tornos como el de la figura 333 que con un diámetro del plato de 2800
milímetros cubre una gama de 0,5 a 100 r.p.m.
Si usted considera que en un torno vertical el diámetro máximo a
tornear puede ser, aproximadamente igual a 1,5 el diámetro del plato,
advertirá las velocidades lineales verdaderamente elevadas que se alcanzan.
—489—
LOS MONTANTES Y LA TRAVIESA
Los tornos verticales están constituidos, como ya se ha visto, por
uno o dos montantes. La gama de trabajos que pueden realizarse en un
torno de dos montantes viene forzosamente limitada por la separación que haya entre ellos, ya que estando situados en éste (fig. 332).
Están fijados casi siempre sobre el zócalo y unidos en su parte
superior por una fuerte vigueta o travesaño que asegura la rigidez de
todo este conjunto, garantizando al mismo tiempo el paralelismo de
los montantes y su posición respecto del plato que como usted ha visto
descansa sobre el banco y éste a su vez sobre el zócalo si es que no
forma una sola pieza con él.
Se monta la traviesa sobre los montantes y lleva los carros portaherramientas. Por consiguiente, debe asegurarse un suave desplazamiento de la traviesa en toda la altura del montante. Como quiera que
la traviesa recibe el esfuerzo del corte a través del portaherramientas,
su apoyo debe ser amplio para garantizar un buen asiento.
También se monta un carro portaherramientas en la parte baja
de uno de los montantes, generalmente el derecho, y a veces hasta en
los dos, si bien esta posición del carro no es tan favorable para recibir
los esfuerzos de corte como la de los carros sobre traviesa, por lo que
su utilidad es más reducida.
En el interior del montante, o mejor aún en un hueco que hay en
toda su altura, van alojados los husillos que se utilizan para la elevación de la traviesa. Este dispositivo es igual que el de desplazamiento
de los carros en el tomo paralelo. Se fijan las tuercas en la traviesa y
Figura 337.— Situación de los husillos de elevación de la traviesa. Vista
por A de la -figura 332.
Figura 338. — Posición interior de
los husillos (entre montantes): 1,
montante; 2, traviesa; 3, tuerca; 4,
husillo; 5, reglas.
—490—
al girar el husillo las hace desplazar y, junto con ellas la traviesa en un
sentido o en otro, según sea el sentido de giro (fig. 337).
La disposición de la figura 338 tiene la ventaja sobre la anterior
de que no se reduce la sección del montante por estar situados los
husillos en la parte entre montantes y, al mismo tiempo, quedan de
esta forma anulada las posibilidad de darles golpes con las piezas,
así como son protegidos de la proyección de las virutas.
Figura 339.— Esquema del mecanismo de desplazamiento de la traviesa: 1,
motor; 2, acoplamiento; 3, piñones cónicos; 4, rueda y tornillo sinfín; 5, ruedas
receptoras; 6, husillos; 1, tuerca; 8, traviesa.
Como es fácil comprender, el desplazamiento de la traviesa se
efectúa mediante un motor individual, el cual por medio de un par de
engranajes cónicos los transmite a una barra sobre la que van montados unos mecanismos de rueda y tornillo sinfín que hacen girar a los
husillos (fig. 339). El motor y el mecanismo van montados sobre el
travesaño.
En los tornos de un solo montante, éste ha de tener la sección
conveniente para resistir, además del esfuerzo de corte, el peso de la
-491—
traviesa de mayor sección también, que, por otra parte, no está apoyada
en ningún otro sitio.
La altura del montante y con ello la altura máxima de subida
de la traviesa señalan, claro está, un límite a la capacidad en altura del
torno vertical.
Vea en el esquema de la figura 340 representada la sección de
un montante y, la forma especial
que toma la traviesa para lograr un
mejor apoyo y, por consiguiente,
una mayor resistencia a los esfuerzos que ocasiona el corte.
La elevación de la traviesa se
efectúa con un dispositivo igual al
de la figura 338, pero, como es natural, con un solo husillo.
En estos tornos el montante
descansa directamente sobre el suelo y se nivela por medio de unos tornillos. En las máquinas de gran toFigura 340. — 1, montante; 2, tranelaje se apoya sobre una placa viesa; 3, escuadra; 4, tuerca y husillo
prolongación, que aumenta la su- de elevación; 5, guías para el carro
portaherramientas; 6, carro portaperficie de apoyo en el suelo.
herramientas; 7, torre portaherraLa traviesa es, como ya ha vismientas; 8, plato; 9, motor.
Figura 341.— Transmisión del movimiento del carro a la barra de avances.
—492—
to, la que lleva montados los carros portaherramientas que se deslizan
por unas guías que deben ser rigurosamente paralelas a la superficie
del plato.
Ha visto ya la forma en que
tenía lugar el movimiento de elevación y descenso de la misma. Debe
añadirse que es un punto importantísimo la forma en que se efectúa la
fijación para el trabajo de la traviesa al montante o a los montantes.
Esta fijación debe ser muy fuerte y es mecánica para los tornos de
pequeña capacidad pero para los mayores es hidráulica o eléctrica y lleva
unos dispositivos que impiden la
puesta en marcha del torno si esta
fijación no es correcta y, otro dispositivo que impide poner en marcha
el mecanismo de elevación o descenso, si no están todos los puntos de
fijación sueltos.
MECANISMOS DE AVANCE
En un torno vertical, los avances son casi siempre accionados
mecánicamente. Por lo tanto pueden obtenerse avances concretos, de
forma que siendo avances por revolución del plato puedan efectuarse
roscas.
Las máquinas de grandes dimensiones salen de esta regla y llevan a veces un mando de avances
con un motor individual; en este
caso, no tienen los avances por revolución, si no que son avances por
minuto.
La disposición más corriente es
el mando mecánico de la fig. 341.
—493—
Figura 342. — Detalle de la barra de
avances que manda los carros portaherramientas en un torno vertical.
Figura 343. — Detalle del mecanismo de avances con el correspondiente equipo
de ruedas.
El movimiento es transmitido desde el plato por mediación de piñones
cónicos a una caja de cambios de los avances del tipo de trenes deslizantes que usted estudiará en una próxima lección. Desde esta caja se
transmite el movimiento por otro engranaje de piñones cónicos al eje
vertical de avances que mueve el carro portaherramientas lateral, instalado en el montante y el carro instalado en el extremo del brazo. Vea
en la figura 342 cómo la misma barra de avances pone en movimiento
tanto el carro del montante como el de la traviesa.
Observe que, al igual que en los tornos paralelos, se puede montar
las ruedas que se precisen para trabajar con un avance determinado o
bien tallar una rosca (fig. 343).
En 1as cajas de avances suele también ir montado un dispositivo
especial con motor individual para el desplazamiento rápido del carro
en sentido contrario al de trabajo. Esta disposición asegura al operario
contra una falsa maniobra ya que este desplazamiento rápido tiende
siempre a alejar la herramienta de la pieza.
—494—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
MAGNITUD
Se entiende por magnitud todo aquello que puede aumentar o disminuir. Así, son magnitudes la velocidad de una máquina, el peso de
un objeto, la abertura de un ángulo, la temperatura de un local, la
superficie de una mesa, el trabajo y el salario de un obrero.
MEDIR UNA MAGNITUD
Para conocer el tamaño o el peso de una magnitud, esta magnitud
se mide. Para medir una magnitud se toma otra magnitud de la misma
especie y se comprueba las veces que la magnitud que se mide contiene a la magnitud que se ha tomado como unidad de medida. Unidad
de medida, es pues, una magnitud que se fija para medir otras magnitudes de la misma especie.
METRO
El metro es una longitud que se fijó para la medición de longitudes. Con el metro se mide lo largo de las cosas y las distancias. El
metro es, por lo tanto una unidad de medida.
—495—
Hay otras unidades de medida de longitudes, pero el metro es la
más corrientemente empleada en España y otros países porque su empleo resulta mucho menos complicado que el de las unidades de otro
tipo.
UNIDADES MAYORES Y MENORES QUE EL METRO
Dada la diversidad de longitudes a medir se emplean unidades de
medida mayores y unidades de medida menores que el metro. Las unidades mayores son los múltiplos del metro y las menores los submúltiplos.
Tanto los múltiplos como los submúltiplos del metro siguen el orden decimal, es decir, las unidades derivadas del metro son 10, 100
1000... veces más grandes o más pequeñas que el metro. Esta es la
principal ventaja que ofrece el empleo del metro sobre los demás tipos
de medidas.
En Mecánica se trabaja mucho más con los submúltiplos del metro que con los múltiplos, razón por la que nos limitaremos al estudio
de los primeros.
SUBMÚLTIPLOS DEL METRO
Los submúltiplos del metro son los siguientes:
Decímetro, que corresponde a 1 décima parte del metro.
Centímetro, que corresponde a 1 centésima parte del metro.
Milímetro, que corresponde a 1 milésima parte del metro.
Queda claro que el decímetro es diez veces más pequeño que el
metro; el centímetro es cien veces más pequeño, y el milímetro mil
veces más pequeño, por lo tanto, un decímetro es igual a 10 centímetros y un centímetro igual a 10 milímetros.
DÉCIMAS, CENTESIMAS Y MILÉSIMAS DE MILÍMETROS
En Mecánica se considera al milímetro dividido en décimas, centésimas y milésimas.
Una Décima de milímetro es una décima parte de milímetro.
Una Centésima de milímetro es una centésima parte del. milímetro.
Una Milésima de milímetro es una milésima parte del milímetro.
Por lo tanto, el milímetro tiene 10 décimas, 100 centésimas y
1000 milésimas, así como una décima es igual a diez centésimas y una
centésima a diez milésimas.
—496—
.USTED SABRÁ QUE
por ejemplo:
36 m. quiere decir 36 metros.
6 dm. quiere decir 6 decímetros.
84 cm. quiere decir 84 centímetros.
67 mm. quiere decir 67 milímetros.
0,7 mm. quiere decir 7 décimas de milímetro.
EXPRESIÓN EN FORMA DECIMAL DE UNA LONGITUD
Dado que los distintos múltiplos y submúltiplos del metro siguen
el mismo orden de las distintas unidades de la numeración, pues tanto
en un caso como en otro una unidad cualquiera contiene diez del orden inmediatamente inferior, la expresión en forma decimal de la unidad en cualquier longitud resulta en extremo sencilla, tal como puede
apreciarse en los siguientes ejemplos:
1.° Una barra de hierro mide 3 m, 4 dm, 5 cm y 8 mm de
longitud. Escribir esta longitud en metros.
Fíjese que en realidad, se trata de un número entero con tres
decimales, es decir de un número entero con 4 décimas, 5 centésimas
y 8 milésimas:
3'458 metros
2.° El diámetro de cierta pieza mide 4 cm y 5 mm. Expresar
esta longitud en milímetros.
Compruebe que basta escribir 45 mm, puesto que un centímetro es igual a 10 mm y, por lo tanto 4 X 1 0 = 40 + 5= 45 mm.
Basta con saber el orden que siguen los distintos múltiplos y submúltiplos para expresar en forma decimal una longitud cualquiera en la
unidad que se desee, sin efectuar operación alguna. En el caso de que
faltara una unidad intermedia se sustituye con el cero, es decir, se
hace como en el ejemplo siguiente:
\
\
3.° Expresar en milímetros 5 milésimas de milímetro.
0'005 mm.
—497—
\
Compruebe que se han puesto tres ceros. Uno antes de la coma
para indicar que no hay milímetros y otros dos después de la coma para
indicar que no hay décimas ni centésimas.
Otro ejemplo:
Expresar en metros una longitud de 1 m; 7 cm, 3 centésimas de
mm y 6 milésimas de mm.
1 '070036 m
Compruebe que el primer cero después de la coma sustituye a los
decímetros y el cero después de los decímetros a los milímetros y el
siguiente a las décimas de milímetro.
Fíjese por último, en estos ejemplos:
1.°)
2.°)
3.°)
4.°)
7 dm 4 centésimas mm 15 milésimas mm = 0'700055 m
6m 7 m m = 6'007m
6 dm 3 mm=60'3 cm
7 mm 75 centésimas mm = 7'75 mm
Si una longitud se ha medido por una determinada unidad derivada del metro, fácilmente se puede transformar la medida en cualquier otra de las unidades derivadas del metro. Basta multiplicarla o
dividirla por 10, 100 1000, etc., de acuerdo con las diferencias de valor de las dos unidades.
Ejemplos:
1.°) Convertir en milímetros una longitud de 6 cm.
Un centímetro tiene 10 milímetros. Bastará, pues multiplicar
6 X 10 = 60 mm.
2.°)
Convertir en centímetros una longitud de 25 milímetros.
25 : 10 = 2'5 cm.
PULGADA
La pulgada es una medida inglesa de longitud, muy empleada en
Mecánica que mide 0'0254 metros o, lo que es lo mismo 25,4 milímetros. Para convertir en metros o en milímetros un determinado número de pulgadas bastará, por lo tanto, con multiplicar el número de
pulgadas por lo que vale una pulgada.
—498—
Ejemplo: Cierta pieza circular mide 6 pulgadas de diámetro. Hallar lo que mide en milímetros.
6x25'4=152'4 mm.
FRACCIONES DE PULGADA
Los submúltiplos de la pulgada son fracciones cuyo denominador
es 2, 4, 8, 16, 32, 64. Las fracciones se expresan en forma de quebrado.
3
Ejemplos:
6
de pulgada,
4
12
de pulgada,
8
de pulgada,
32
que se leen, tres cuartos de pulgada, seis octavos de pulgada, doce
treinta y dosavos de pulgada.
Para conocer la equivalencia de las fracciones de pulgada, basta
con multiplicar 25,4 mm por el numerador y dividir el producto por el
denominador.
Para una mayor comodidad de usted incluimos en esta lección la
tabla 7 mediante la cual puede conocerse la equivalencia de pulgadas
y fracciones de pulgada sin cálculo alguno.
TABLA DE CONVERSIÓN DE PULGADAS EN MILÍMETROS
Con unos ejemplos se explicará a continuación el empleo de la
tabla 7.
3
1.°
Hallar a cuántos milímetros equivalen 8
pulgadas.
16
Compruebe que en la primera mitad de la tabla una de las columnas está encabezada con 3/16. En esta parte de la tabla encontrará
3
usted la equivalencia de 8
pulgadas. En la columna encabezada con
16
—499—
EQUIVALENCIAS DE PULGADAS Y FRACCIONES DE PULGADA EN
MILÍMETROS
TABLA 7
Pulgadas
0
1/8
1/16
3/16
M i l i
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
Pulgadas
0,00
25,40
50,80
76,20
101,60
1 27,00
152,40
177,80
203,20
228,60
254,00
279,40
304,80
330,20
355,60
381,00
1/2
1,59
26,99
52,39
77,79
103,19
128,59
153,99
179,39
204,79
230,19
255,59
280,99
306.39
331,79
357,19
382.59
9/16
M i l i
0
1
2
3
10
11
11
13
14
15
12,70
38,10
63,50
88,90
114,30
1 39,70
165,10
190,50
215,90
241,30
266,70
292,10
317,50
342,90
368,30
393.70
14,29
39,69
65,09
90,49
11 5,89
141,29
166,69
192,09
217,49
242,89
268,29
293,69
31 9,09
344,49
369,89
395,29
15,88
41,28
66,67
92,07
117,47
142,87
168,27
193,67
21 9,07
244,47
269,87
295,27
320,67
346,07
371,47
396,87
3/8
7/16
7,94
33,34
58,74
84,14
109,54
1 34.94
1 60,34
1 85.74
211,14
236,54
261,94
287,34
312,74
338,14
363,54
388,94
9,53
34,93
60,33
85,72
111,12
1 36.52
161,92
187,32
212.72
238.1 2
263,52
288,92
314,32
339,72
365,1 2
390,52
11,11
36,51
61.91
87,31
11 2.71
138.11
1 63.51
188.91
214.31
239.71
265,11
290.51
315.91
341,31
366,71
392,11
M E T R O S
3.18
28,58
53,98
79,37
1 04,77
130.17
1 55,57
1 80,97
206,37
231,77
257,17
282,57
307,97
333,37
358,77
384,17
5/8
5/16
1/4
4,76
30,16
55,56
80,96
106,36
131,76
1 57,1 6
182,56
207,96
233,36
258,76
284,16
309,56
334,96
360,36
385,76
11/16
6,35
31,75
57,15
82,55
107,95
1 33.35
158,75
184.15
209,55
234,95
260.35
285.75
311,15
336,55
361,95
387,34
3/4
13/16
7/8
15/16
20,64
46,04
71,44
96,84
122,24
1 47,64
173,04
198,44
223,84
249,24
274,64
300,0.4
325,44
350,84
376,24
401,63
22,23
47,63
73,02
98,42
123,82
1 49,22
174,62
200,02
225,42
250,82
276,22
301.62
327,02
352,42
377,82
403,22
23.81
49,21
74.61
100.01
125,41
1 50,81
176,21
201,61
227.01
252,41
277,81
303.21
328,61
354,01
379,41
404,81
M E T R O Si
17,46
42,86
68,26
93,66
11 9,06
144,46
169,86
195,26
220,66
246,06
271,46
296,86
322,26
347,66
373.06
398,46
—50O-
19,05
44,45
69,85
95,25
1 20,65
1 46,05
171,45
1 96,85
222,25
247,65
273,05
298,45
323,85
349,25
374,65
400,04
Pulgadas se busca el número 8 y siguiendo horizontalmente la misma
línea hasta la columna 3/16 se encuentra el número 207,96 que son
3
los milímetros a que equivalen 8
pulgadas.
16
9
2.º
Hallar a cuántos milímetros equivalen 12
pulgadas.
16
En la segunda mitad de la tabla está una columna encabezada- con
9/16. Buscando en la columna Pulgadas el número 12 se halla en la
9
misma línea de la columna 9/16 que 12
pulgadas equivalen a
16
a 319'09 milímetros.
Observe que una de las columnas de la primera mitad de la tabla
está encabezada con 0, significando que no hay fracciones.
Por tanto, en dicha columna se dan las equivalencias de las pulgadas
sin fracciones.
Ejemplo: ¿A cuántos milímetros equivalen 13 pulgadas?
Compruebe que hallado el número 13 en la columna Pulgadas, en
la misma línea de la columna 0 se encuentra que equivalen a 330,20
milímetros.
Observe también que en las columnas de las fracciones hay, por
ejemplo, una columna encabezada con 1/8 y otra con 3/8 mientras
que no hay ninguna encabezada 2 / 8 . Esto es debido a que dicha fracción no es empleada porque, como usted ya sabe, 2/8 es igual a 1/4.
Lo mismo cabe decir de las columnas de las demás fracciones: no está
12/16 porque es igual a 3/4, etc.
MILÉSIMAS DE PULGADA
Actualmente y en trabajos de precisión son empleadas en mecatea las milésimas de pulgada. Se comprenderá fácilmente que una
milésima parte de pulgada es una milésima parte de 25,4 mm.
—501—
interpretación Planos
LECCIÓN
SIGNOS CONVENCIONALES EN LOS PLANOS
Ud. ha visto hasta ahora cómo por medio de los planos pueden representarse las formas, dimensiones y hasta el acabado que deben tener
las superficies de las piezas. En muchos casos, sin embargo, el Delineante no dibuja las piezas tal como son en sus vistas, sino que para evitarse
un trabajo de delincación largo y complicado utiliza indicaciones simplificadas para representar determinadas formas cuyas dimensiones y
características quedan bien determinadas con un número reducido de
indicaciones y sin necesidad de dibujarlas tal como son. Naturalmente
estos signos o formas abreviadas de representar las superficies deben
ser conocidos por las personas que han de construir las piezas representadas en el plano y además no debe haber lugar a dudas en su interpretación. Han de ser, pues, una especie de clave convenida entre aquellos que dibujan los planos y todos aquellos que puedan tener necesidad
de interpretarlos o leerlos, de aquí que estos signos y representaciones
se denominen signos o representaciones convencionales.
—503—
Además del ahorro de trabajo de dibujo que se logra con las representaciones convencionales, el empleo de éstas, produce generalmente
planos más sencillos y más claros. Por otra parte el dibujo con todo
detalle de determinadas formas, como roscas, dentados, etc., en las que
se emplean representaciones, convencionales, no aumentaría la precisión del plano, ya que en la actualidad los métodos de trabajo en mecánica permiten una precisión superior a la que se logra en los dibujos,
y con los signos convencionales utilizados para estas representaciones
y un acotado correcto, se pueden en cambio indicar con toda precisión
la forma y medidas deseadas para la pieza.
Las representaciones convencionales se utilizan en aquellos casos
en que con signos y anotaciones sencillas pueden representarse formas
complicadas. Esto se puede hacer siempre que las formas y dimensiones estén normalizadas, es decir, que se empleen un número limitado de
formas o dimensiones que se han escogido para utilizarlas por un
grupo de fabricantes, por todos los fabricantes de una nación, o por
todos los fabricantes de un grupo de naciones; en este caso se encuentran por ejemplo las roscas, los dentados normales y perfiles laminados.
Se utilizan también signos convencionales para indicar pequeñas piezas normalizadas, que se emplean en cantidad en los conjuntos mecánicos y cuyo dibujo en detalle supondría un gran trabajo; tales son
por ejemplo, los tornillos, tuercas, arandelas y remaches, etc.
Por último, los signos o representaciones convencionales se emplean para representar métodos o formas de ejecutar el trabajo, cuando
éste debe ser hecho de una manera determinada y normalizada, como
por ejemplo las soldaduras.
La correcta interpretación de un plano exige, por parte del que
lo lee, un conocimiento completo de los signos o representaciones convencionales Utilizadas por el delineante. En la presente lección y las
siguientes de esta asignatura estudiará Ud. las formas convencionales
de representación más corrientemente utilizadas en España.
REPRESENTACIÓN DE LAS ROSCAS EN LOS PLANOS
En la figura 118 puede ver el dibujo de una rosca con todo deta—504—
lle y puede apreciar la complicación
del mismo. Para poder construir la
rosca no es necesario que en el plano aparezca dibujada como en esta
figura; bastará con saber la forma
del perfil, el paso y el diámetro de
la parte roscada; así pues, en el plano bastará con indicar estos datos y
señalar la superficie que está roscada según tales características.
Según las n o r m a s españolas
(UNE 1041) las superficies roscadas
con cualquier tipo de rosca se indican trazando una línea fina paralela
a la que representa la superficie exterior de la pieza; como puede verse
Figura 120
Figura 118
Figura 119
Figura 121
en la figura 119, la separación entre
las dos líneas es aproximadamente
la profundidad de la rosca. Cuando
se trata de un taladro roscado se representa como se muestra en la f i gura 120, y si es en corte como en la
Figura 122
figura 121. En España se encuentran aún muchos planos en que las superficies roscadas se representan por una línea de puntos en lugar de la línea fina, sin embargo lo
correcto es representarlos como se muestra en las figuras 119, 120, 121.
En la figura 122 puede verse cómo se representa un espárrago roscado introducido en un agujero.
—505—
INDICACIONES DE LAS DIMENSIONES Y PERFILES DE
LAS ROSCAS
La forma y dimensiones de las roscas en el plano se indican de distinto modo según las roscas sean normalizadas o no.
Si las roscas son de un perfil no
normalizado, es necesario dibujar un
detalle con las dimensiones y forma
del perfil. Generalmente en la pieza
se dibuja un corte parcial mostrando la forma del perfil, como se indica en la figura 123; pero no siendo
Figura 123
Figura 124
suficiente para aclarar las medidas y formas suele incluirse en el plano
un detalle a escala mayor, como el que se muestra por ejemplo en la
figura 124.
Si las roscas son normalizadas se indican por una sigla (combinación de letras y números) cada una de las cuales corresponde a una
forma y dimensiones normalizadas. Aunque las roscas y su normalización serán estudiadas por usted en una lección de CONOCIMIENTOS
GENERALES DE MECÁNICA, es conveniente que tenga una idea de
este tema para que pueda comprender las indicaciones de las roscas en
los planos.
—506—
Figura 126
Figura 125
Hay distintas clases de roscas normalizadas, entre ellas pueden diferenciarse dos grupos principales:
Roscas de sujeción.
Roscas finas.
Las roscas de sujeción son las empleadas en los elementos normales de fijación para lograr un apriete firme, tales como tornillos, espárragos, tuercas, etc. En estas roscas a cada diámetro corresponde
un paso determinado por la norma y así pues en los planos basta indicar
el tipo de perfil y el diámetro de la rosca, para que se sepan todos los
datos necesarios. Los tipos más corrientemente empleados son tres:
Rosca métrica, que en los planos se indica con la letra M.
Rosca Whitworth, que en los planos se indica con la letra W.
Rosca gas, que en los planos se indica con la letra G.
Los datos que se señalan en el
plano para indicar estos tipos de rosca y sus dimensiones se reducen
pues a la letra M, W o G. según el
tipo, seguida de la medida del diámetro; así por ejemplo, en la figura
125 se muestra la forma en que
aparecerá dibujada en un piano una
parte roscada de 25 mm de longitud, con una rosca métrica (letra M)
de un diámetro de 18 milímetros.
Las roscas Whitworth y gas son
roscas cuyas dimensiones están normalizadas en medidas del sistema
inglés. La medida de su diámetro se
—507—
Figura 127
expresa, pues, en pulgadas y fracciones de pulgadas; así en la figura
126 se muestra la representación de una rosca Whitworth de 1" (1 pulgada) y en la figura 127 se muestra la representación de un extremo de
un tubo roscado en la longitud de 20 mm con una rosca gas de 1 1/2"
(una pulgada y media).
Las roscas finas se emplean para partes roscadas de diámetros generalmente grandes, a los cuales correspondería una profundidad de
rosca superior a la admisible en la pieza, si se utilizasen las roscas de
sujeción normalizadas. Por ejemplo, a una pieza roscada de 64 mm de
diámetro, le correspondería un paso de rosca métrica de 6 mm y la profundidad de la rosca sería de 3,897 mm; si se desea que la profundidad
de la rosca no sea superior a 3 mm será necesario utilizar una rosca
fina, que en este caso podría ser una rosca métrica fina de 4 mm de
paso, a la que corresponde una profundidad de rosca de 2.589 mm.
En las roscas finas, la forma y dimensiones del perfil son determinadas por el paso de la rosca, es decir, que para el mismo paso corresponden las mismas dimensiones y forma del perfil, independientemente
del diámetro de la superficie roscada. Por otra parte, piezas de igual
diámetro pueden roscarse con roscas finas de distinto paso. Así, pues,
en los planos donde se representan partes roscadas con rosca fina, en
M 80x2
Figura 128
éstas se indica el tipo de rosca, el diámetro y el paso, por ejemplo, en
la figura 128 se muestra la forma en que se representa en un plano
una parte roscada con rosca métrica fina de 80 mm de diámetro y
2 mm de peso y en la figura 129 la forma de representar una rosca
fina Whitworth de 70 mm de diámetro y 1/8" (un octavo de pulgada)
—508—
Figura 129
de paso; fíjese en que en este último caso, aunque la forma y dimensiones del perfil de la rosca se miden en medidas inglesas (pulgadas),
el diámetro de la parte roscada puede medirse, y se indica así, en milímetros.
Las indicaciones del tipo y dimensiones de la rosca se pueden disponer en el plano en distintas formas, como ha podido apreciar en las distintas figuras anteriores. Unas veces se encuentran a continuación de
las cifras de la cota que indica la longitud de la parte roscada, siendo
Figura 130
—509—
éste el caso más corriente, otras en la cota del diámetro de la parte
roscada, generalmente es así en el caso de roscas finas, y otras veces
sobre una línea de referencia que se saca de la superficie roscada; esto
se suele hacer cuando con ello se gana claridad en el dibujo, si hay
detalles pequeños, como en el caso de la figura 130.
OTRAS INDICACIONES RELATIVAS A LAS ROSCAS
En algunos casos de roscas que tienen determinadas particularidades no son suficientes las indicaciones del tipo de perfil, diámetro y
paso, que, como usted acaba de ver, suelen ser las que figuran en los
planos.
En efecto, el filete o parte saliente que forma la rosca puede estar
arrollado en dos sentidos diferentes, como se muestra en la figura 131.
Si al mirar la parte roscada, como se muestra en esta figura, los hilos
o filetes de la rosca se ven desplazados hacia la derecha en la parte inferior, la rosca se llama rosca a la derecha (fig. 131 A); si, por el con-
Rosca a la
derecha
Rosca a la
izquierda
Giro a la
derecha
Giro a la
izquierda
Figura 132
Fisura 131
trario, los hilos o filetes se ven desplazados hacia Ja izquierda por su
parte inferior, la rosca se llama rosca a la izquierda o simplemente rosca
izquierda (fig. 131 B). Los tornillos o piezas macho con rosca derecha se roscan en su alojamiento o tuerca cuando, vistos desde la cabeza,
se hacen girar en el sentido de las agujas del reloj (giro a la derecha,
132 A), mientras que para roscar un tornillo o pieza macho con rosca izquierda, debe hacerse girar en sentido contrario a las agujas del reloj
(giro a la izquierda, figura 132 B).
—510—
Figura 133
Las roscas normales son a la derecha y en tal caso no se añade en el
plano ninguna indicación más a las que han estudiado. Pero si la rosca
es izquierda, a la sigla de sus características se le añade la indicación
izq. (izquierda), como se muestra en la figura 133, donde se puede ver
la indicación en un plano de una rosca métrica fina izquierda de diámetro de 100 mm, de 3 mm de
paso.
Las roscas estudiadas hasta ahora eran consideradas formadas por
un solo filete o hilo arrollado sobre
la superficie roscada (fig. 134),
pero existen roscas formadas por
más de un hilo, dos o tres paralelos,
a r r o l l a d o s simultáneamente (fig.
135). A estas roscas se las llama en
general roscas de entrada múltiple
y las más corrientes son las de dos
filetes y las de tres filetes, llamadas
de dos entradas y de tres entradas,
respectivamente.
Figuras 134 y 135
Si la rosca es de una sola entrada, en el plano no se indica ningún signo especial; pero si es de
Figura 136
más de una entrada, el número de
entradas se indica a continuación de la sigla del perfil y medida de la
rosca, puesto entre paréntesis y seguido de las letras ent. Por ejemplo,
en la figura 136 se muestra la representación de una rosca Whitworth
fina de dos entradas de diámetro 60 mm y de paso 1/16" (un dieciseisavo de pulgada).
—511—
Tomo 10
conocimientos
Generales mecánica
LECCIÓN
RECUBRIMIENTOS DE PROTECCIÓN Y ASPECTO
Muchas de las superficies de una pieza no se dejan para su empleo
tal como quedan después de efectuar la mecanización, sino que se recubren con otros metales distintos del que forma la pieza o con determinados productos. Estos recubrimientos tienen por objeto unas veces
darle a las piezas mejor aspecto y otras proporcionar a las superficies
unas propiedades distintas de las que tiene el metal de la pieza, como
por ejemplo, hacerlas inoxidables o resistentes a la corrosión, o hacerlas más duras para evitar el desgaste por roce. Estos recubrimientos se
llaman de protección cuando tienen por objeto, precisamente, el proteger las piezas contra la corrosión o la oxidación, o el roce, y se llaman
recubrimientos de aspecto cuando únicamente tienen por objeto el mejorar la vista de las piezas.
Los recubrimientos de protección y aspecto pueden ser de muy
diversas clases según los materiales empleados en ellos y la forma de
aplicar estos materiales.
Si para recubrir la pieza se emplea un metal, el recubrimiento se
llama metálico. Los metales más corrientemente empleados en la protección de las superficies de la pieza son: el cobre, el níquel, el cromo,
el cinc, el estaño, el cadmio y, en algunos casos, el aluminio.
Los recubrimientos no metálicos más corrientes son: las pinturas,
los barnices y los esmaltes.
—513—
RECUBRIMIENTOS METÁLICOS
Los recubrimientos metálicos se pueden aplicar a las piezas por distintos procedimientos, siendo los más empleados los siguientes:
Recubrimiento electrolítico.
Recubrimiento por inmersión.
Recubrimiento por metalización.
Los recubrimientos electrolíticos o recubrimientos galvánicos se
obtienen introduciendo las piezas en un baño constituido por una disolución de sales del metal, que se trata de depositar; luego a través del
baño se hace pasar una corriente eléctrica que sale por la pieza esta corriente hace que se descompongan las sales y se deposite el
metal sobre la pieza a recubrir.
En los recubrimientos por inmersión las piezas se sumergen en un
baño del metal fundido, el cual se adhiere a la superficie de la pieza,
quedando ésta totalmente recubierta por el metal de baño.
En los recubrimientos por metalizado el metal con el que se recubre la pieza se lanza, fundido y pulverizado, sobre la superficie de la
misma por medio de pistolas especiales durante el tiempo suficiente
para formar la capa del espesor que se desee.
RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS
Los recubrimientos electrolíticos más corrientemente empleados
para la protección y la mejora del aspecto de las piezas son: el niquelado, el cromado, el cobreado y el anodizado.
El niquelado, que consiste en recubrir la superficie de la pieza de
una capa de níquel, casi siempre de muy poco espesor, se emplea generalmente para mejorar el aspecto de superficies que no deben estar sometidas a roce ni a la acción de agentes corrosivos tales como el aire
húmedo; se emplea también como base para aplicar un recubrimiento
de cromado posterior.
El cromado es el recubrimiento más corrientemente empleado para
proteger las piezas contra la oxidación, teniendo, además, después de
pulido un color blanco brillante azulado de muy buen aspecto.
Para aumentar la resistencia al roce de la superficie de las piezas
se emplea un tipo especial de cromado llamado cromo duro, cuya característica especial es su elevadísima dureza que hace que sea muy resistente al desgaste, empleándose, por ejemplo, para recubrir el inte—514—
rior de los cilindros de motores de explosión, así como en las partes de
roce de apoyo de ejes y cigüeñales.
El cobreado o recubrimiento de las superficies de las piezas con
una capa de cobre, se utiliza como recubrimiento previo para aumentar
la adherencia de las capas de níquel o cromo que se aplican, posteriormente, para fines de protección y aspecto menos en el caso de cromado duro, que se hace sobre la superficie misma de las piezas. T a m bién se emplea el cobreado para recubrir las superficies de las piezas
que deben cementarse y no han de quedar cementadas.
El cadmiado, o recubrimiento de la superficie de las piezas con
una capa de cadmio, se emplea para proteger las piezas contra la corrosión cuando su aspecto no tiene gran importancia.
El anodizado no es un recubrimiento metálico propiamente dicho,
sino un procedimiento electrolítico para proteger las piezas de aluminio
y aleaciones de este metal. Consiste en oxidar la superficie de las piezas de aluminio y sus aleaciones en un baño electrolítico especial. La superficie queda cubierta de una capa finísima de óxido de aluminio que
es muy resistente a la corrosión, y que apenas quita brillo a las superficies de las piezas, pudiendo además ser teñidas con colorantes especiales para dar distintos colores con lo que quedan superficies muy atractivas.
RECUBRIMIENTOS POR INMERSIÓN
Los recubrimientos por inmersión más utilizados son: el estañado
y el cincado o galvanizado.
El primero, que consiste en recubrir el metal con una capa de estaño introduciendo las piezas en un baño de estaño fundido, se emplea
poco en construcción mecánica. Entre sus principales empleos en este
campo está la preparación de superficies que se han de soldar o a las
que se han de aplicar un recubrimiento de metal antifricción. Lo más
corriente del estañado es el recubrimiento de planchas de acero para la
fabricación de envases destinados a contener determinados productos,
tales, como, por ejemplo, conservas vegetales. La plancha de acero estañada recibe el nombre corriente de hojalata.
El cincado, o recubrimiento con cinc se denomina más corrientemente galvanizado, o sea, el nombre de hierro galvanizado al hierro
cuya superficie ha sido tratada de esta manera. Su empleo principal es
protección del hierro y del acero, que han de estar sometidos a la acción
atmosférica, teniendo la particularidad de que aún cuando la capa de
—515—
cinc se interrumpa en algún punto por efecto de rozadura o golpe el
cinc se queda en las inmediaciones de éste y sigue ejerciendo una acción
protectora contra la corrosión del metal que ha sido descubierto.
RECUBRIMIENTOS POR METALIZADO
Los recubrimientos por metalizado se emplean, cada vez más, para
la protección de las piezas metálicas; su mejor empleo está en el tratamiento de grandes piezas, tales como grandes depósitos grúas, puentes metálicos, etc., y difícilmente pueden ser recubiertas por otro procedimiento.
El metalizado puede hacerse con los más diversos metales, pudiéndose recubrir las superficies con acero inoxidable, con bronce, con latón,
con cinc, etcétera, según los usos a que se destinen las piezas que se
protegen de esta manera.
OTROS RECUBRIMIENTOS DE PROTECCIÓN
Como ya se ha indicado, además de los recubrimientos de las piezas con materiales metálicos pueden ser recubiertos con otros materiales para mejorar su aspecto y protegerlas contra la oxidación. La pintura es el procedimiento más corrientemente empleado para esta finalidad. Las pinturas son productos líquidos que pueden aplicarse a las superficies de las piezas mediante brochas, pinceles o por inmersión de
las piezas en un depósito conteniendo pintura. La composición de las
distintas pinturas son muy diversas, siendo las más importantes, desde
el punto de vista de su capacidad de producción y adherencia, para las
superficies metálicas y su capacidad de formar una película dura y continua que resista bien la acción corrosiva, por lo menos, de los agentes
atmosféricos.
Otro procedimiento de protección ampliamente empleado en la actualidad es el denominado fosfatado que se aplica a las piezas de acero
y de hierro. Consiste en un tratamiento químico que produce, en la
misma superficie de la pieza, una capa de fosfatos metálicos, formando
así parte de la pieza misma, por lo cual su adherencia es perfecta. Esta
capa de fosfato proporciona una buena protección contra la corrosión
cuando se trata de aceite, cera o un barniz de pintura. El fosfato se hace
también para tratar las superficies que han de ser posteriormente pintadas, haciendo aumentar la adherencia de la pintura y la capacidad de
protección de ésta.
—516—
técnica torneado
LECCIÓN
Terminamos aquí el estudio, iniciado en la lección anterior, de los
distintos mecanismos que componen el torno vertical con una reseña de
los carros portaherramientas.
CARROS PORTAHERRAMIENTAS DE LOS TORNOS VERTICALES
Según la importancia y el tipo (uno o dos montantes) varía el número de carros portaherramientas de un torno vertical. Puede establecerse la siguiente clasificación:
• Tornos de uno o dos montantes con plato hasta 1.800 milímetros de diámetro:
Un carro portaherramientas sobre el brazo.
Un carro portaherramientas sobre el montante.
• Tornos de uno o dos montantes con plato mayor de 1.800 milímetros:
Dos carros portaherramientas sobre el brazo.
Un carro portaherramientas sobre el montante.
Los carros portaherramientas sobre brazo o traviesa son de tipos
bien determinados: carro con torre revólver y carro desplazable.
Los tornos pequeños que están, generalmente, dedicados a trabajos
en serie llevan casi siempre un carro con torre revólver. En los tornos
mayores se prefieren carros desplazables.
—517—
CARRO PORTAHERRAMIENTAS CON TORRE REVOLVER (Fig. 344)
Figura 344. — Torno vertical SVF con carro portaherramientas con torre revólver.
La suela del carro se desplaza sobre las guías del brazo o traviesa
gracias a una tuerca acoplada al husillo sin fin que transmite el mismo
movimiento del husillo en un movimiento de desplazamiento vertical
del portaherramientas.
El portaherramientas es pivotante y va apoyado sobre él y guiado
con un centraje; puede inclinarse según se desee y después fijarse
Como es de suponer, esto se efectúa con la ayuda de un volante que
hace pivotar el portaherramientas desplazado, apoyándolo en una cremallera circular (figura 345).
Observe que la torre revólver tiene cinco o seis caras y recibe útiles o herramientas diversas como la de un torno revólver horizontal
corriente.
--518—
Figura 345. — Cremallera para la incliinación del carro portaherramientas sobre traviesa con torreta revólver.
Figura 346. — Mecanismo fijación de la
torre revólver.
En la figura 346 se muestra una disposición particular de apertura
y cierre de una torreta revólver de torno vertical.
El desblocaje y la apertura se hacen por pivotamiento de la palanca
(sentido de la flecha); la palanca, puesta en su posición baja (dibujada
en la figura con trazos), es utilizada como manivela para el giro de la
torrecilla: cada vuelta de la manivela hace girar a la torre una cara.
El cierre y blocaje se obtiene al poner de nuevo la palanca en posición.
El interés de la torrecilla revólver reside en que pueden montarse
varias herramientas, lo que permite numerosas operaciones sin desmontar la pieza ni las herramientas.
CARRO PORTAHERRAMIENTAS DESPLAZABLE (fig. 347)
La suela del carro y sus dispositivos de arrastre horizontal o vertical son iguales que para el carro con torre revólver. Se llama desplazable porque la suela dispone de una guía muy larga y el carro puede deslazarse a todo lo largo de ella y ser fijada en una posición que convenga. Este desplazamiento, que puede llamarse rápido, se hace por
medio de una cremallera y se utiliza para mandrinados profundos.
Este tipo de carro se utiliza, sobre todo, para trabajos muy variados o que no sean de grandes series. Su torreta (fig. 348) acostumbra a
ser cuadrada y admitir una sola herramienta.
—519—
Figura 347. — Mandrinado profundo con carro portaherramientas desplazable.
Figura 348. — Torre portaherramientas del carro desplazable. — 1. guío desplazable.
2, guia desplazamiento del carro del montante.
—520—
CARRO PORTAHERRAMIENTAS LATERAL SOBRE MONTANTE
(fig. 349)
Figura 349. — Carro portaherramientas lateral sobre montante en posición inclinada,
con torreta revólver.
Puede decirse que este tipo de carro es igual a los carros montados
sobre la traviesa, aunque acostumbra a ser más simple por no ser inclinable. Solamente dos constructores franceses "L'ALSACIENNE"" y
"BERTHIEZ" los construyen inclinables.
Según la importancia de la máquina, el carro desplazable toma
formas diferentes. En los tornos con diámetro de plato hasta dos metros se desplaza sobre guía, y lleva una torrecilla revólver de cuatro caras. Véalo en la figura 349 en posición inclinada.
Cuando los tornos sobrepasan ciertas dimensiones, el carro lateral
sobre montantes es idéntico a los otros.
MOVIMIENTOS DE LOS CARROS
Se resumen a continuación los movimientos de los carros portaherramientas empleados en los tornos verticales:
Carros portaherramientas sobre traviesa o brazo:
Se montan en sentido perpendicular al eje y con movimiento automático.
Sobre la suela se monta el portaherramientas, que pivota sobre
aquélla mediante una cremallera circular, pudiendo adoptar una
posición inclinada o recta y teniendo en ambas un avance automá—521—
tico oblicuo o paralelo al eje, según posición (desplazamiento del
portaherramientas sobre la guía de la suela o base del carro).
•
Carro portaherramientas sobre montante:
Posee un avance automático paralelo al eje (desplazándose sobre el
montante en sentido vertical (ver fig. 349).
Un avance automático perpendicular y oblicuo al eje (desplazamiento del carro en su guía).
Figura 350. — Esquema de los movimientos del torno vertical de la figura 318 de la
lección anterior: 1, banco; 2, plato; 3, corona arrastre del plato; 4, piñón de ataque;
5, caja de velocidades; 6, motor; 7, montante; 8, traviesa; 9, motor desplazamiento
vertical traviesa; 10, husillo desplazamiento vertical traviesa; 11, husillo avance carro
traviesa; 12, carro traviesa; 13, motor carro traviesa (desplazamientos); 14, caja avances carro traviesa; 15, caja avances carro montante; 16, motor carro montante (desplazamientos); 17, carro montante; 18, barra cilindrar carro traviesa; 19, barra transmisión eje principal; 20, eje principal; 21, barra transmisión carro montante; 22, guías
del plato.
—522-
ESQUEMA GENERAL DE DISPOSITIVOS Y CARACTERÍSTICAS
Vea, por último, en la figura 350 el esquema general de los movimientos del torno de la figura 318, cuyas características se dan a continuación.
Diámetro del plato
. . . . . . . . 1.400
mm.
Diámetro máximo a tornear con el carro traviesa .
.
1.520 mm.
Diámetro máximo a tornear con el carro montante .
1.720 mm.
Altura máxima libre bajo l a traviesa
. . . .
935 mm.
Carrera vertical del carro traviesa
800 mm.
Carrera horizontal del carro montante .
.
.
.
500 mm.
Velocidades del plato
Número de velocidades
18 mm.
Valores
extremos
gama normal
gama rápida
3
a 160 rpm.
4'5 a 225 rpm.
Avances de los carros portaherramientas:
Número
18
Valores extremos
.
.
.
.
0'l
a 6 mm. por vuelta
Potencia del motor principal .
.
50 CV
Peso neto aproximado . . . .
15000 Kg.
En este torno y en general en casi todos los tornos modernos verticales, pueden acoplarse dispositivos para roscar (si no llevan ya la caja
especialmente dispuesta), para torneado cónico y para copiado por reproducción.
TORNEADO CÓNICO
Recuerde usted la definición del torneado cónico (fig. 351) que
estudió en la lección 1 .ª: una superficie construida cuando la herramienta
se desplaza oblicuamente al eje; las superficies cónicas pueden ser exteriores o interiores.
Recuerde también que al estudiar las alineaciones del cabezal fijo
y de la contrapunta, respecto de las gulas de la bancada, para el primero
y del eje principal para la segunda, vio que, precisamente, una desviación de uno de estos conjuntos respecto al otro, provocaba la formación
de una superficie cónica. Pues bien, este principio es el que se aprovecha para el mecanizado de formas cónicas.
—523—
Figura 351. — Torneado cónico.
Definiremos, pues, como principio del torneado cónico:
a) El dar a la herramienta una trayectoria paralela a la generatriz
del cono a obtener.
Aunque después de la aplicación ya verá también que podría enunciarse en la forma inversa.
b) Colocar la generatriz del cono a obtener, paralela a la trayectoria de la herramienta.
CARACTERÍSTICAS
Figura 352.— Características de un cono.
—524—
Fíjese en la figura 352; en dicha figura están indicadas las características que determinan la dimensión de una pieza de forma cónica.
Observe que:
con Ø D se indica el diámetro mayor del cono,
con 0 d el diámetro menor del cono,
con R el radio mayor del cono,
con r el radio menor del cono,
con L o I, la longitud del cono,
con /3 (beta), el ángulo de conicidad
y con a (alfa) el ángulo pendiente.
CONICIDAD
El cono es un cuerpo de revolución cuyo diámetro va disminuyendo o, según se mire, aumentando de modo continuo esta disminución o aumento de diámetro se llama conicidad. Compruebe que el
cono de la figura 353, por cada 15 mm. de longitud disminuye o aumenta 1 mm. de diámetro. Esto es lo que significa la indicación conicidad 1:15.
Con lo dicho, usted comprenderá que la conicidad es la relación
entre la diferencia de diámetro y la longitud del cono. De ahí que se
calcule según la fórmula:
D—d
Conicidad =
L
Vea cómo se aplica esta fórmula para el cálculo de la conicidad
del cono de la figura 353. El diámetro mayor D de dicho cono mide
33 mm., el diámetro menor d mide 30 mm. y la longitud L es de 45 mm.
Por ]o tanto
D —d
33 — 30
3
1
Conicidad =
=
=
= —
L
45
45
15
Observe que el quebrado que se obtiene de las operaciones se simplifica.
Siguiendo con el cono de la figura 353, vea ahora, cómo, conociendo tres de sus características, pueden calcularse las demás.
Conociendo los diámetros y la conicidad, calcular la longitud
D — d = 33 — 3 0 = 3 mm.
La conicidad es 1:15, es decir, para 1 mm. de diferencia la longitud es de 1 5 X 3 = 45 mm.
—525—
Conociendo el diámetro mayor, la longitud del cono y la conocidad
calcular el diámetro menor.
'
Datos: D = 33 mm., L = 45 mm., Conicidad 1 : 15.
Para 15 mm. de longitud la diferencia entre los diámetros es de 1 milímetro.
Para 1 mm. de longitud la diferencia entre los diámetros es de 1/15 milímetros.
Para 45 mm. de longitud la diferencia entre los diámetros es de
1
45 X
15
45
= —— = 3 mm.
15
El diámetro menor es, pues, 33 — 3 = 30 mm
PENDIENTE
La pendiente es la relación entre la diferencia de los radios y la
longitud del cono. Se calcula su ángulo, o mejor dicho, la tangente de
su ángulo (abreviadamente se escribe tg a), con la fórmula siguiente:
R —r
tg a = (pendiente) =
L
En realidad, la pendiente o su ángulo de conicidad se llaman de
Figura 353. — Dimensiones de un cono.
—526—
una y otra manera, según se indique en el plano o croquis de la pieza
a mecanizar (fig. 353).
La pendiente se indica en tanto por ciento: Pendiente %.
El ángulo a se indica siempre en grados y minutos.
Fíjese cómo se calcula la pendiente del cono de la figura 353. El
radio mayor R mide 16,5, puesto que 33:2 = 16,5, y el radio menor r,
15 milímetros ya que 30:2 = 15. Así, pues,
R—r
16,5—15
1,5
tg a =
=
=
=- 0,03333
L
45
45
Esta dimensión 0,03333 es la tangente del ángulo de la pendiente. Para determinar el tanto por ciento de pendiente se multiplica
la tangente por 100. Por consiguiente, 0,03333 X 100 = 3,33 % Pendiente.
TANGENTE DE UN ÁNGULO
Aunque usted, en una próxima lección de Matemáticas, estudiará
el tema con más amplitud, adelantaremos aquí unos datos que serán
suficientes para definir la tangente, calcularla, hallar su valor en grados y minutos y aplicar este valor al torneado cónico.
Figura 354. — Determinación del ángulo de un cono.
Fíjese en el ángulo a/2 de la pieza de forma cónica de la f i gura 354, que se aprecia por una sección efectuada en ella. Este ángulo a/2 es el determinante de la conicidad de la pieza. Dado que el
cono es una superficie, como todas las que se forman en el torno, de
revolución, es decir, que giran, el ángulo a/2 es el que determinará
la trayectoria seguida por la herramienta, formándose el cono completo
de ángulo a.
—527—
Por consiguiente, para calcular
el valor del ángulo de un cono partirá usted del triángulo rectángulo
ABC de la figura; éste es el caso con
que se encuentra el tornero en la
práctica.
El lado AC es igual a la mitad
de la diferencia de los dos diámetros
del cono y L es siempre igual a la
longitud del cono.
En la figura 355 se ve que el
Figura 355. — El lado AC del triángulo
ángulo —, mitad de la abertura del
ABC es la tangente de ángulo a/2.
2
cono (pero que es el que interesa para el torneado), es uno de los ángulos agudos del triángulo rectángulo ABC en el cual AB es la longitud
del cono y AC la mitad de la diferencia de los diámetros extremos del
cono.
El ángulo se puede expresar como fracción de una circunferencia
de radio conocido; el lado AC del triángulo ABC es la tangente correspondiente al ángulo a/2 en la circunferencia de radio AB. Entre el
ángulo y su tangente existe la siguiente relación:
o también en función de los radios en lugar de los diámetros:
Es decir, en el primer caso la tangente del ángulo a/2 es igual al
lado AC dividido por el lado AB o lo que es lo mismo igual a la mitad
de la diferencia entre el diámetro mayor D y el diámetro menor de Ja
pieza dividida por la longitud L; en el segundo caso es igual a la diferencia entre los dos radios R y r dividida por la longitud L.
—528—
Fíjese cómo se calcula la tangente del cono de la figura 355:
110 — 36
74
2
tg
=
2
=
2
50
37
=
= 0,7400
50
50
Observe que calculando con los radios se obtiene el mismo resultado:
55 — 18
tg
=
2
37
=
50
= 0,7400
50
0,7400 es pues el valor de la tangente del ángulo a/2 y es el valor, del
cual también partíamos para el cálculo de la pendiente de un ángulo
que en el caso de la figura 355 sería:
Pendiente % = tg a/2 X 100 = 0,7400 X 100 = 74 %
Una vez hallado el valor de la tangente se busca su equivalente
en grados y minutos en las tablas de tangentes. Fíjese cómo:
Se empieza por buscar en la columna 0' (la coma ' significa minutos, así como el signo ° significa grados) de minutos de la tabla 8 de
tangentes (pág. 530) el valor más aproximado a 0,7400; éste es 0,72654
que corresponde a la línea encabezada con el número 36 de la columna
GRADOS; se sigue la línea hasta encontrar el número más aproximado
al lado; éste es 0,73996 que se encuentra con la columna encabezada
con 30'. El número 30' encabezando la columna nos da los minutos. Así,
pues, a la tangente 0,7400 le corresponde un ángulo de 36° 30' que
será precisamente el ángulo que tendremos que dar a la trayectoria de
la herramienta respecto del eje del torno.
Aunque hay tablas en que se dan los valores de minuto en minuto
en ésta están dados solamente de 10' en 10', puesto que rara vez se
requiere tanta precisión. Sin embargo, para aquellos casos en que interese más exactitud del cálculo daremos la norma para hacer una interpolación, es decir, hallar un valor desconocido pero que está comprendido entre dos valores conocidos y correlativos de la tabla.
—529—
VALORES DE LA TANGENTE
TABLA 9
—531—
VALORES DE LA TANGENTE
TABLA 8
—530—
Para ello calcularemos el cono
de la figura 356.
Para la fórmula establecida calcularemos primeramente la tangente. Ya recuerda usted como:
Figura 356. — Cálculo de un ángulo con
interpolación.
50 — 43,2
6,8
2
tg.
=
2
=
2
136
3,4
=
136
0,0250
136
Compruebe que este valor no se encuentra en las tablas, pero que
se halla entre 0,02328 y 0,02619 que corresponden respectivamente
a 1o 20' y 1° 30'.
La diferencia entre 0,02328 y 0,02619 es de 0,00291 para 10'.
La diferencia entre 0,0250 y 0,02328 es de 0,00172 y se calculará
como sigue:
Si a 10' corresponde una diferencia de 0,00291 a 1' corresponderá:
0,00291 :10 = 0,000291, y a una diferencia de 0,00172 corresponderá:
0,00172
1720
=
0,000291
= 5.8' = 6' aproximadamente
291
A la tangente 0,0250 corresponde por lo tanto un ángulo
1o 20' + 6' = 1o 26'
MÉTODO PRACTICO PARA EL CALCULO DEL ÁNGULO SIN TABLAS
Como quiera que no se dispone siempre de tablas, el ángulo puede
calcularse rápidamente con aproximación suficiente para su aplicación
al torneado cónico de la forma que ahora va a estudiar aplicada al mismo
como el de la figura 356.
La fórmula de cálculo es la siguiente:
—532—
a/2 = 28,6 X conicidad
Aplicando la fórmula de la conicidad tendremos:
D—d
a/2 = 28,6 x
50 — 43,2
= 28,6 x
L
6.8
136
0,05
= 28,6 x —
28,6 x
136
1
5
La conicidad calculada para el cono de la figura 356 es, pues de
100
5
1
=
100
conicidad 1 : 20
20
El cálculo para el ángulo será, por consiguiente:
1
a/ = 28,6 x
28,6
=
20
= 1,43
20
El resultado sale en grados y decimales de grado; estos decimales
han de convertirse en minutos. Usted ya sabe que cada grado tiene sesenta minutos; por consiguiente si
1.° = 60'; 0,01° = 0,6' y 0,43° x 0,6 = 25,8'
El resultado es, por lo tanto el mismo que el calculado con la tabla
de tangentes.
No obstante, esta fórmula sólo da resultados exactos para ángulos
menores de 10° aunque puede emplearse con mucha aproximación en
ángulos de hasta 15°. Para ángulos mayores debe recurrirse siempre a
las tablas de tangentes.
—53a—
OBTENCIÓN DE CONOS
Definido el principio del torneado cónico y vista la forma en que se
calcula el ángulo de inclinación que se debe dar a la trayectoria de la
herramienta, usted estudiará los procedimientos que se utilizan para el
torneado cónico. Estos procedimientos son los siguientes:
•
Por inclinación del carro portaherramientas
•
•
•
•
Por
Por
Por
Por
desplazamiento del cabezal móvil
directriz del aparato reproductor
penetración directa de la herramienta
inclinación del cabezal fijo,
Figura 357. — Torneado cónico por inclinación del carro portaherramientas.- 1, carro
transversal; 2, índice fijo: 3, placa de base; 4, graduación de la placa; 5, carro portaherramientas; 6, tornillo fijación base.
—534—
Interesa advertirle que sea el que sea el procedimiento adoptado
usted pondrá especial cuidado en colocar la herramienta a la altura requerida, es decir, exactamente a la altura del eje.
POR INCLINACIÓN DEL CARRO PORTAHERRAMIENTAS (fig. 357)
Sabido es que el carro superior o portaherramientas tiene, además
del movimiento de traslación un movimiento de rotación sobre su eje
que lo convierte en rotativo y que permite que este movimiento de
traslación sea paralelo al eje principal o bien inclinado de un ángulo determinado para el torneado cónico.
Para ello la placa de base del carro portaherramientas va graduada
en grados que se relacionan con un índice fijo en el carro transversal y
que permite el control exacto de la inclinación a dar.
Figura 358.— Carro superior con graduación circular en la base y graduación milimétrica para las carreras.
—535—
Las letras de esta fórmula tienen los siguientes significados:
L = longitud entre puntos.
(Igual a longitud de la pieza — parte oculta de los puntos en la
pieza.)
R = radio mayor;
r = Radio menor;
I = longitud de la parte cónica.
INCONVENIENTES
Este procedimiento presenta una serie de inconvenientes por lo que
su empleo no se aconseja más que en contadas ocasiones. Estos inconvenientes son:
• Sólo puede utilizarse para conos muy largos de poca pendiente
y de poca precisión.
• No pueden darse pasadas demasiado fuertes.
Figura 361. — Las diferencias de los diámetros de los puntos de centraje hacen variar
la posición del punto A y, por tanto, la distancia exacta entre puntos. Entonces el ángulo es distinto; C, posición junto al cabezal; A y Al posiciones del punto de la contrapunta; x y x' ángulos distintos de pendiente; d, desplazamiento.
• El cálculo de la desviación del contrapunto es sólo aproximado (figura 361).
• Es muy difícil y costoso volver a alinear de nuevo el cabezal
móvil después de realizado el torneado cónico.
• En la fabricación en serie para que no varíe la conicidad no
debe haber diferencias entre los longitudinales de las piezas ni en la
profundidad de los centros (fig. 361)
• No permite el mecanizado de conos interiores.
• Deben de utilizarse siempre puntos esféricos.
—538—
POR DIRECTRIZ DE APARATO REPRODUCTOR (fig. 362)
Este aparato, especialmente diseñado para el torneado cónico consta
de una escuadra (1 ) que se fija a la
bancada y que lleva en su parte superior un patín graduado ( 5 ) y en
su extremo, sobre el que se desliza,
un patín móvil, ordenando con sus
movimientos y por medio del brazo ( 6 ) el desplazamiento del carro
transversal que, combinado con el del
carro longitudinal, da como resultado
la formación de la generatriz del cono.
Para trabajar con este aparato, debe,
no obstante, desacoplarse la tuerca
del husillo transversal.
Figura 362. — Reproductor orientable:
1, parte de fijación a la bancada; 2,
parte de fijación del carro transversal;
3, graduación para la inclinación: 4,
patín de desplazamiento; 5, patín orientable; 6, brazo de mando del patín;
7, tornillo de fijación.
El procedimiento de torneado
cónico por reproductor orientable es sencillo, rápido en su reglaje y seguro como se desprende de la figura 363 en la que se representa otro
tipo de reproductor. Pueden mecanizarse conos exteriores e interiores
y puede utilizarse el avante automático.
La regla 3 se coloca en el ángulo de posición mediante el tornillo
de regulación 5. Se aprietan después los tornillos de fijación 6 blocando
la regla orientable 3 y se fija, también, la guía 2 con la palanca 7.
La herramienta movida por la combinación de los dos movimientos
del carro longitudinal y transversal describe una trayectoria paralela al
reproductor y que constituye la generatriz del cono.
Vea en la figura 364 otro tipo de reproductor montado en un
torno.
Como inconveniente puede indicarse el que no pueden construirse
conos muy obtusos. En todo caso, si el ángulo es muy pronunciado debe
probarse antes en el vacío, para evitar que la inclinación del patín orientable sea excesiva y clave el carro transversal.
El aparato reproductor es un accesorio especial que no. forma parte
del equipo normal del torno.
—539—
Figura 363.— Torneado cónico con reproductor desplazable: a, ángulo de posición;
1, brazo de fijación a la bancada; 2, guía unión al carro transversal; 3, regla orientable; 4, graduación; 5, tornillo de regulación; 6, tornillo de sujeción; 7, palanca
de fijación de la guía de unión.
Figura 364. — Reproductor orientable de carro montado en un torno.
POR PENETRACIÓN DIRECTA DE LA HERRAMIENTA (fig. 365)
En realidad, los conos conseguidos por penetración directa de la
herramienta son muy pequeños,
puesto que se trata de los llamados
chaflanes. La herramienta puede
hacerse penetrar con el carro longitudinal o con el carro transversal.
Tal como se muestra en la f i gura 365 se emplea una galga que
tiene el ángulo igual al que se trata
de conseguir; esta galga sirve para
situar la herramienta en la posición
precisa, que se orienta con la torre
portaherramientas. La arista de la
herramienta o corte principal debe
quedar paralela a la generatriz a
producir.
Cono
Figura 365. — Formación del cono por
penetración de la herramienta Pt penetración transversal - PL, penetración
longitudinal.
POR INCLINACIÓN DEL CABEZAL FIJO (fig. 366)
Figura 366. — Formación del cono por inclinación del cabezal fijo.
(Vea fig. 81 de la lección 3.a)
Tiene el inconveniente de su reglaje largo y difícil. Igualmente el
volver a alinearlo requiere una operación precisa y larga.
Este procedimiento permite conos interiores y exteriores sobre
piezas "al a i r e " con avance automático, aunque sólo interesa para las
grandes series.
—541 —
COMPROBACIÓN DE LA TRAYECTORIA DE LA HERRAMIENTA. —
CONTROL ANTES DE MECANIZAR
Empleo del desbaste cilindrico (fig. 367).
Se tornea un cilindro de un diámetro igual al mayor del cono. Se
hace que la herramienta toque en el punto A de partida y después se
desplaza en la longitud L del cono hasta B. Por último, se mide la distancia BC (punta de la herramienta a la pieza) con una galga de espesor R-r.
Figura 367. — Control de la trayectoria.
Figura 368. — Control de la trayectoria
con comparador.
Cono obtenido
Cono o obtener
Corrección
Figura 369. — Control y corrección de la trayectoria de la herramienta. Línea gruesa,
cono obtenido; línea fina, cono a obtener; línea a trazos, Corrección.
—542—
Con un cono patrón de la misma longitud de la pieza (fig. 368).
Se monta el cono patrón igual que ha de montarse la pieza y se
regla la posición del carro portaherramientas con un comparador. El
comparador, fijo en la torre portaherramientas, se desplaza igual que
lo hará la herramienta y la aguja del comparador debe indicar la misma
graduación en toda la trayectoria.
CONTROL MIENTRAS SE MECANIZA (fig. 369).
Por medida de la longitud I y del diámetro d1 del cono obtenido. —
Se miden estas cotas y se calcula el diámetro d2 teórico con relación a la
longitud I obtenida:
(D-d)l
d, = D
L
Otra forma de control de la superficie, y, en realidad,es la más u
sada, consiste en el empleo de un calibre.
Figura 370. -— Comprobación con calibre.
—543—
Se marcan unas rayas con tiza a lo largo de la superficie obtenida
o bien se unta ligeramente con óxido de plomo {minio). Se entra el calibre y se hace girar de forma que entren en contacto las dos superficies
cónicas;en las zonas en donde se ajusten quedarán las marcas, que nos
señalarán la corrección a efectuar (fig. 370).
Se observan las siguientes reglas características:
1 .a Reglaje correcto.
El calibre roza en toda longitud.
2.a Reglaje incorrecto de un eje cónico.
Cono demasiado agudo, el calibre toca por atrás.
Cono demasiado obtuso el calibre toca por delante.
3.a Reglaje incorrecto de un mandrinado cónico:
Cono demasiado agudo, el calibre toca por atrás.
Cono demasiado obtuso, el calibre toca por delante.
MÉTODO PRACTICO PARA TERMINAR UN CONO
Vamos a ver un método práctico para terminar un cono a medida una vez reglada la conicidad y
torneado con el carro portaherramientas (figura 371).
Se desbasta el cono con un excedente de 0,5 mm. sobre el diámetro. Se presenta el calibre (posición 1) y se mide la distancia y, que
llamaremos insuficiencia de penetración hasta la medida). Se retrasa la herramienta con el carro
portaherramientas (trayectoria paralela a la generatriz) hasta la posición 3.
Figura 371. — Reglaje para hacer que
Se afloja el carro longitudinal
penetre el calibre una distancia y.
y se desplaza de derecha a izquierda
la medida y empleando con una galga patrón de dicha medida. La herramienta pasará entonces a la posición 4 (con trayectoria paralela al
eje principal). Se efectúa la nueva pasada y el calibre ocupará posición2.
Generalmente los conos torneados se acaban de ajustar y se pulen
con lima y tela.
-544—
SUPERFICIES DE PARTIDA Y DE REFERENCIA
Como usted ha estudiado en lecciones anteriores muchas veces
interesa mecanizar las piezas haciendo referencia a alguna de sus caras
ya mecanizadas o aun sin mecanizar. Esto, sobre todo tiene mucho interés para los trabajos en serie.
Cuando la cara está sin mecanizar se llama superficie de partida y
si está mecanizada recibe el nombre de superficie de referencia.
TOPES PARA SUPERFICIES DE PARTIDA
Ahora estudiará usted cómo ha de fijarse una pieza para efectuar
el mecanizado de una primera superficie.
Si la pieza es de un diámetro relativamente mediano (hasta unos
200 milímetros) y se ha de fijar el plato universal utilizaremos un tope
como el de la figura 372. Este tope, montado en el cono del eje principal, es regulable y permite asegurar una posición más o menos igual de
todas las piezas que, por otra parte, servirá para trabajar una primera
cara con un mínimo de pasada para garantizarnos excedente en la segunda.
Figura 372. — Fijación de una pieza a
tope: 1, pieza; 2, plato universal; 3,
eje principal; 4, cono del tope; 5, tornillo de tope regulable; 6, contratuerca
de fijación; 7, superficie de partida.
Figura 373. — Fijación de una pieza a
tope con el plato liso: 1, pieza; 2, plato
liso; 3, superficie de partida; 4, bridas
y tomillos de fijación; 5, grilletes de
apoyo.
—545—
Si la pieza es muy grande y ha
de fijarse en un plato liso, puede
utilizarse unos topes, también regables y fijarla después con bridas
(fig. 373). El número de topes debe
ser siempre tres, ya que este número es el que determina un plano. En
la figura 374 se muestra uno de estos topes que reciben los nombres
de gatos o grilletes y que además,
tiene la cabeza articulada para lograr un buen apoyo en cualquier superficie.
SUPERFICIES DE REFERENCIA
Una vez mecanizada la primera
Figura 374. — Grillete de apoyo : 1, base; 2, rosca de graduación; 3, rótula;
4, soporte inclinable.
Sorras blandas
refrentado
Figura 375. — Refrentado de una pieza fijada en patas blandas.
cara, todas las demás se tornean con referencia a ésta; de ahí que se le
dé el nombre de superficies de referencia. Vea, por ejemplo, en la figura 375 cómo una vez mecanizada la primera superficie, puede utilizarse fácilmente ésta para, haciendo tope en las garras blandas, refrentar toda una serie de piezas a la misma medida, siempre que, además,
pueda también fijarse la trayectoria de la herramienta en el mismo
plano.
—646—
Naturalmente que puede lograrse esto último fijando el carro longitudinal sobre la bancada y acercando y separando la herramienta con
el solo accionamiento del carro transversal, pero esto no siempre es
posible, pues en piezas cortas debe fijarse el carro muy cerca del plato
universal, lo que puede dificultar extraordinariamente el montaje y el
desmontaje de la pieza.
Figura 376. — Refrentado a una misma medida.
Observe, no obstante, en la figura 376 cómo se efectúa él refrentado de una serie de piezas a una misma medida. Suponga usted que
tiene ya la herramienta a medida (con el índice del carro superior a 0)
y el carro fijado en la bancada. El orden de operaciones es el siguiente:
— Montaje de la pieza en las garras blandas.
— Acercar la herramienta y refrentar pieza (de 1 a 2).
— Retirar la herramienta con carro superior (de 2 a 3).
— Acercar la herramienta con carro superior hasta la graduación
de medida (de 3 a 4).
— Desmontaje de la pieza.
De esta forma, pueden refrentarse muchísimas piezas, pues pueden quedar todas iguales de medidas con diferencias máximas de
0,05 mm.
TOPE SENCILLO FIJO
Cuando no hay posibilidad de trabajar con el carro fijado muy
—547—
cerca del plato, por los inconvenientes que hemos señalado, conviene
prepararlo de forma que aun cuando se tenga que hacer retroceder el
carro, pueda volverse luego a llevar a* su posición adecuada para poder
mecanizar una serie de piezas iguales.
Figura 377.— Tope fijo en bancadas: 1, tope; 2, contratuerca de fijación: 3, cuerpo
de tope a fijar en el prisma; 4, suela de fijación; 5, prisma de la bancada; 6, carro
longitudinal-, 7, tornillos de fijación de la suela; 8, cremallera.
Lo único que hay que hacer es poner un obstáculo o tope en una
posición tal que pueda ponerse el carro en la misma posición tantas
veces como convenga. Generalmente se fija en el prisma de la bancada, haciendo tope el carro en una varilla cuya longitud puede regularse fijándola después con una contratuerca (fig. 377).
—548—
Figura 378. — Tope múltiple de 4 posiciones «Cumbre».
Trabajando, pues, con este tope el desplazamiento de la herramienta se hace con el carro longitudinal, en lugar de como ha visto en la
figura 376, pero, insistiremos de nuevo, cada vez que se ponga el carro
en posición para el torneado, debe fijarse a la bancada y aflojarse para
retirarlo.
TOPE MÚLTIPLE
El tope múltiple se basa en el mismo principio que el tope sencillo y
se utiliza para el mismo fin. Su diferencia consiste en que, por medio
de un tambor, puede trabajar con varios topes (fig. 378).
Vea en la figura 379 la forma en que puede ir disponiendo de los
cuatro topes de la figura 378.
La barra 1 es la que hace tope contra el carro. Para pasar a la posición siguiente se procede como sigue: Como quiera que la barra solamente puede desplazarse según indican las flechas lo que tiene que girar es el dado tope 6, fijo en el tambor 5, de forma que tiene tantas posiciones como tornillos regulables 3 (normalmente cuatro).
Se regula a medida el primer tornillo regulable de forma que estando éste en contacto con el dado, queda la barra tope en la posición
adecuada.
Para cambiar la medida de la posición de tope se saca la barra ha—549—
—550—
cia delante (flecha A) se hace girar el tambor (flecha B) hasta su nueva
posición y entonces será otro tornillo el que quedará en posición de hacer tope con el dado; se echa la barra hacia atrás (flecha C) y ya puede
acercarse el carro hasta la nueva posición de tope. Los tornillos 3 pueden regular la distancia por ir roscados en 2
La barra se desliza por el interior del cuerpo 4, orientada por su
ranura 10, su aplicación es especialmente ventajosa para mecanizar piezas como la de la figura 380 en la que una misma fijación y mediante
la utilización de los cuatro topes escalonados, se pueden terminar cuatro medidas distintas, con referencia a una misma cara, con lo que se
evitan el ir sumando posibles errores en las medidas de las longitudes
de ¡os escalones si se tomaran cada una, respecto de la anterior (fig. 381)
o bien para conseguirlo, trabajando con un solo tope habiéndose de efectuar cuatro fijaciones distintas.
Cuando no se dispone de un
tope de este tipo y se tiene que realizar un trabajo como el de la figura 380 se prepara el tope sencillo
para la medida más próxima a la superficie de referencia y las otras se
hacen intercalando varillas auxiliares de medidas determinadas para
conseguir la longitud que se busca
(fig. 382).
Esta solución es más segura
que la de la figura 381, pues utiliza
siempre la misma cara de referencia. Tiene el inconveniente de que
el tornero ha de estar sujetando la
varilla con la mano izquierda, lo que
le dificulta e¡ trabajo, ya que la forma de ajustar el carro a tope es a Figura 380. — Trabajando con un tope
mano, es decir, se desembraga el
de 4 escalones.
automático con la izquierda cuando
está a punto de entrar en contacto el carro con el tope y se acaba de
acercar a mano.
Naturalmente cuanto más topes hay que poner a medida o sea,
cuantas más longitudes se han de mecanizar, más largo es el tiempo de
preparación por lo que este sistema que es ventajosísimo para medianas
y grandes series, no es aconsejable para un número pequeño de piezas.
—551—
Figura 381. — Mecanizado de un eje escalonado.
Figura 382. — Mecanizado de 4 longitudes con tope fino y varillas auxiliares.
Vea en la figura 383 un tope de este tipo para el carro transversal
y en la figura 301 de la lección 8, otro tipo de tope múltiple para el
carro longitudinal. Otros tornos llevan el tope múltiple dispuesto en la
parte anterior del cabezal, tal como se ven en la figura 384, pero tiene
el inconveniente de que las varillas son excesivamente largas y, a pesar
de eso, no puede trabajarse muy lejos del plato.
Otra variante es para trabajar
con medidas muy precisas, la de
la figura 385 cuando la tolerancia
de la longitud a mecanizar (también puede tratarse de la profundidad de un encaste mandrinado) exige tolerancias menores de 0,05 milímetros, se utiliza el tope con comparador, de forma que al entrar en
contacto el carro longitudinal con
la varilla de tope, ésta empuja el Figura 383. — Tope múltiple para el
carro transversal.
vastago del comparador (vea lección
a
6. ) hasta una graduación determinada pudiendo controlar así la longitud o penetración exacta.
—552—
Figura 384. — Tope múltiple situado en el cabezal.
Figura 385. — Tope de precisión (con comparador) para longitudes o profundidades
de mandrinado con tolerancias muy restringidas.
—554—
BARRAS DE TOPES
Los topes múltiples presentan no obstante el inconveniente (en
realidad no es inconveniente más que para unos trabajos más bien especiales) de la limitación de longitud entre el primero y el último tope, es
decir, que en caso de una pieza muy larga no son suficientes para cubrir una distancia entre escalones de más de 150 mm., salvo los de tipo
de la figura 384 que por otra parte, al ser tan largos, pierden precisión
por la flexión a que es sometida la varilla al presionar con el carro.
Para solucionar este problema se diseñaron las llamadas barras de
topes que vienen a cubrir toda la longitud de la bancada.
Figura 387.— Barra de topes longitudinal CUMBRE: 1, barra longitudinal; 2, soporte
de la barra; 3, ranuras para desplazamiento de los topes; 4, topes; 5, tomillos fijación;
6, oreja de tope fijo en el carro; 7, empuñadura de mando.
La barra de topes, dispuesta en la parte exterior de la bancada (figura 386), es una barra ranurada en la que pueden montarse seis topes
distintos (uno en cada ranura). Al mismo tiempo en la parte inferior del
delantal hay una oreja que es la que entra en contacto con el tope, esta
oreja es desplazable para dejar paso al carro después de llegar a cada
tope. Los topes pueden situarse en toda la longitud de la barra y ésta
puede girar para ir presentando frente a la oreja cada tope.
Observe en la figura 387 la barra de topes del torno Cumbre 022.
En ella se aprecia fácilmente la oreja de tope y las ranuras por las que
pueden deslizarse los topes para ponerlos a la medida que interese.
En este torno, la barra va montada en la parte posterior de la má—555—
quina por las especiales características de ésta, pero esto no afecta para
nada a la forma de prepararla ni a la manera de efectuar el trabajo. La
oreja de tope va en este caso fijada en la parte inferior del carro que en
la figura está en contacto con un tope; girando la empuñadura girará
la barra librando el paso al carro hasta el próximo tope que está montado en la otra ranura.
Estas barras de topes permiten indudablemente el trabajar ejes tan
largos como quepan sobre el torno, pero recordando siempre que las
caras de referencia deben ser las mismas para la serie de piezas, ya sean
fijadas éstas en patas blandas o bien entre puntos especiales como vió
en la lección 8 (figura 284) para que las diferencias de los puntos de
centraje no influyan en una diferente situación de las caras de referencia (figura 283 de la lección 8).
—656—
matemáticas
para tornero
LECCION
GEOMETRÍA
El mecánico trabaja con piezas de diferentes formas y medidas;
en Geometría se estudian las formas y los tamaños de las cosas. Así
queda explicada la necesidad de los conocimientos geométricos para el
mecánico.
ESPACIO Y EXTENSIÓN
Todas las cosas están en el espacio y cada cosa ocupa un lugar,
una parte determinada del espacio. La cantidad que mide esta parte del
espacio se llama extensión. En Geometría se estudian las cosas con respecto a su extensión o, lo que es lo mismo, se estudian las formas y los
tamaños de las cosas.
DIMENSIONES
La extensión de una cosa en una dirección determinada es llamada dimensión. La extensión de una cosa puede tener tres dimensiones:
Largo o longitud
Ancho o latitud
Grueso o espesor, altura o profundidad.
—557—
Figura 1
Figura 2
Obsérvese a este respecto las figuras 1 y 2.
Toda cosa cuya extensión tiene tres dimensiones es llamada en
Geometría, cuerpo. Ejemplos: una casa, un libro, una mesa.
VOLUMEN Y SUPERFICIE
Cuando la extensión tiene tres dimensiones se llama volumen. Así,
pues, todo cuerpo tiene volumen.
Superficie es la extensión considerada en dos dimensiones: longitud y anchura. Esta página en la que ahora lee es una superficie de papel,
es decir, las letras han sido impresas en una superficie de papel. Otro
ejemplo: si en una pared se pega un cartel, este cartel ha sido pegado
en una superficie de la pared.
PUNTO Y LINEA
El punto es el límite mínimo, el extremo más pequeño de la extensión. Al punto se le considera sin longitud, anchura ni profundidad; sólo
indica una posición en el lugar donde se tocan dos rectas, lo que se
llama una intersección de dos rectas (fig. 3). No es que la intersección
de dos rectas sea un punto; es sólo una manera de representarlo, es decir, una forma de expresarlo, pues el punto es una posición del espacio
que carece de extensión.
—558—
Figura 3
Figura 5
Figura 4
Línea es la extensión considerada como una sola dimensión: la longitud. Una línea está formada por una sucesión de puntos (fig. 4) y a
su vez una sucesión de líneas forman una superficie (fig. 5).
LINEAS RECTAS Y SEGMENTO
Línea recta es la línea en la que todos los puntos que forman su
extensión siguen una misma dirección; también puede decirse que es
el camino más corto que existe entre dos puntos (fig. 6).
Cuando la línea está limitada en sus extremos, se llama segmento
(figura 7); sus límites son: puntos A y B que se llaman origen y extremo del segmento.
LINEA CURVA Y LINEA ONDULADA
Una línea es curva cuando todos sus puntos cambian continuamente de dirección (fig. 8).
Cuando una línea consta de varias curvas que siguen direcciones
distintas es ondulada (fig. 9).
Figura 9
Figura 10
—559—
Figura
8
Figura 11
LINEA QUEBRADA Y LINEA MIXTAS
Línea quebrada es la compuesta por varias rectas unidas por sus ex
tremos, pero cada una de ellas en distintas direcciones (fig. 10).
Es la llamada mixta la línea compuesta por rectas y curvas (fig. 11).
POSICIONES DE LAS RECTAS
Según su posición en el espacio, una línea recta puede.ser: vertical, horizontal e inclinada.
RECTA VERTICAL
Es la que sigue la dirección de los cuerpos al caer, es decir, es la
que va de arriba a abajo sin ladearse. Ejemplo práctico es la plomada: Si
se ata un peso cualquiera al extremo de un hilo, cuando el peso quede
en reposo el hilo seguirá la dirección de la vertical (fig. 12).
Figura 12
Figura 13
RECTA HORIZONTAL
Es la que va de izquierda a derecha sin inclinarse a ningún lado. El agua en estado de reposo,
toma la dirección horizontal (fig. 13).
RECTA INCLINADA
Recta inclinada es la que no es horizontal ni
vertical (fig. 14).
—560—
Figura 14
POSICIÓN DE DOS RECTAS
Acaba de estudiar la línea recta según la posición que ocupa en el
espacio, es decir la recta aislada. Si en lugar de una sola recta se estudian dos según la posición en el espacio de una con respecto a otra,
resulta que estas dos rectas pueden ser paralelas, convergentes o dos
rectas que se cruzan.
RECTAS PARALELAS
Cuando dos líneas rectas guardan siempre igual distancia entre sí,
es decir, cuando colocadas a igual distancia una de otra no se encuentran por mucho que se alarguen son paralelas (fig. 15).
Figura 15
RECTAS CONVERGENTES
Si dos rectas se alargan hasta llegar a tocarse en un punto (fig. 16).
Figura 16
Figura 17
—561—
se llaman convergentes por la parte que se acercan y divergentes por la
parte que se separan.
RECTAS QUE SE CRUZAN
Dos rectas pueden alargarse hasta cruzarse por un punto sin tocarse. En la figura 17 verá dos hilos sostenidos por unos palos, los cuales se
cruzan, es decir, pasa uno por encima de otro sin tocarse en punto alguno.
ÁNGULO
Ángulo (fig. 18) es la abertura formada por dos rectas que parten
de un mismo punto.
Figura 18
LADOS Y VÉRTICE
Lados de un ángulo son las rectas que lo forman. Vértice es el
punto del que parten las dos rectas. Así los lados del ángulo de la figura 18 son las rectas AB y BC y el vértice el punto B.
Para facilitar el trabajo con los ángulos en definitiva para entendernos mejor, un ángulo se nombra, se expresa con las letras ABC. Los
lados son llamados A y C y el vértice B. Por esto, la letra B siempre se
nombra en medio de los otros dos y decir BAC resulta incorrecto. Debe
ser ABC o CBA (la letra B o sea el vértice, siempre en medio).
También, tal como ya ha estudiado respecto a los llamados ángulos de corte, se suele nombrar el ángulo con una letra griega. Fíjese en
la forma y el nombre de algunas de ellas que se emplean corrientemente en la técnica mecánica.
—562—
CLASIFICACIÓN DE LOS ÁNGULOS
Según su abertura, los ángulos pueden ser: rectos, agudos y obtusos.
Fíjese en la figura 19. Si se traza una recta en un punto cualquiera
de otra recta de modo que formen dos ángulos iguales, es decir, de
igual abertura, estos dos ángulos son llamados ángulos rectos y las dos
rectas son perpendiculares. Por lo tanto, ángulos rectos son los formados por dos rectas perpendiculares.
Figura 19
Figura 20
Cuando las dos rectas no son perpendiculares (fig. 20), es decir,
cuando la abertura de uno de los ángulos que forman las dos rectas es
mayor que la del otro, se llama obtuso al ángulo de mayor abertura y
agudo al de menor abertura. En este caso las rectas son oblicuas. Queda,
pues, entendido que el ángulo obtuso es el ángulo mayor que el recto
y el agudo, el menor.
—563—
Interpretacíón planos
LECCIÓN
ENGRANAJES
Un engranaje es un par de ruedas dentadas, es decir, dos piezas,
como las de la figura 137, que tienen forma de ruedas y presentan en
su periferia unas partes entrantes
(huecos) y otras salientes (dientes),
aunque comúnmente suele llamarse
engranaje a cada una de las dos ruedas. Estas piezas están construidas
de tal forma que los dientes de cada
una se acoplan a los huecos de la
otra. Con esto se consigue que si se
hace girar una de ellas el movimiento se transmite a la otra por
empuje directo entre los dientes;
por ejemplo en la figura 137, si se
hace girar el piñón (1) en el sentido
que indica la flecha, los dientes de
éste empujarán a los de la rueda (2)
y la harán girar en el sentido indicado por la flecha dibujada sobre
ella.
--564—
Usted ya conoce la importancia de los engranajes. Por ello, usted
estudiará su representación en los planos.
CIRCUNFERENCIA PRIMITIVA
Desde el punto de vista de la transmisión del movimiento, un engranaje puede ser considerado como dos ruedas que se mueven rodando
una sobre otra sin deslizamiento, cada una de las circunferencias de
contacto de estas ruedas imaginarias es lo que se llama circunferencia
primitiva de la rueda dentada a que corresponde. En la figura 138 se
ha representado esquemáticamente un engranaje y en ella puede ver
las circunferencias primitivas de las ruedas, dibujadas con línea de trazo
y punto.
El diámetro correspondiente a la circunferencia primitiva de una
rueda dentada se llama diámetro primitivo.
Figura 138
CIRCUNFERENCIA EXTERIOR Y CIRCUNFERENCIA DE FONDO
Otros datos interesantes de las ruedas dentadas son la circunferencia que limita las partes más salientes de los dientes que se llama circunferencia exterior y la circunferencia que determina la parte más interna o fondo de los huecos que recibe el nombre de circunferencia
de fondo.
—565—
En el esquema de la figura 138 se han representado estas circunferencias: las circunferencias exteriores con línea seguida y las circunferencias de fondo con líneas de puntos.
El diámetro de la circunferencia exterior se llama diámetro exterior y el de la circunferencia de fondo se llama diámetro de fondo.
PERFIL DEL DIENTE
En una rueda dentada se llama
perfil del diente a la línea de intersección de la superficie de los dientes con un plano normal (perpendicular) a esta superficie, en la f i gura 139 se presenta el perfil de un
diente.
Figura 139
PASO CIRCULAR
Se llama paso circular de una
rueda dentada a la longitud del arco
de la circunferencia primitiva abarcado por un hueco y un diente. En
la figura 140 verá claramente este
arco.
CONDICIONES PARA QUE ENGRANEN DOS RUEDAS
DENTADAS
Figura 140
Para que dos ruedas dentadas
puedan engranar es decir, formar un engranaje capaz de transmitir el
movimiento de giro de una a otra de forma correcta, en primer lugar el
paso circular de las dos ruedas debe ser el mismo y por otra parte los
perfiles de los dientes deben estar construidos de una determinada manera.
Con el fin de que se puedan construir series de ruedas dentadas
que puedan engranar unas con otras y ser sustituidas o repuestas sin
—566—
REPRESENTACIÓN C O N V E N C I O N A L DE LOS DENTADOS
Para
Simplificar
el
dibujo
de
las
piezas
dentadas
se
utiliza
presentación convencional del dentado de las mismas. Esta representac o n es variable según la escala y el objeto del plano y consiste en general en representar la superficie del dentado por sus circunferencias
Figura 141
Figura 142
Figura 143
Si se trata de planos en detalle de piezas dentadas sueltas que
han de servir para fabricar tales piezas, el dentado se suele representar
—567—
una
re-
por las tres circunferencias citadas, como se muestra en la figura 141.
De ellas la circunferencia primitiva se dibuja con línea de trazo y punto,
la circunferencia exterior se traza de línea seguida y la circunferencia
de fondo se traza con línea de puntos.
La representación del dentado visto de perfil sé hace en este caso
como puede verse en la figura 142; la línea correspondiente a la circunferencia de fondo se dibuja con puntos. Si el dentado se representa
Figura 144
Figura 145
según un corte de perfil se dibuja como se muestra en la figura 143; el
corte se dibuja hecho de manera que pase por el fondo de un hueco y
—568—
el diente aparece así sin cortar, señalándose además con línea de trazo
y punto la línea correspondiente a la circunferencia primitiva.
Si los planos son de conjuntos que deben servir para e¡ estudio
de las dimensiones totales de los engranajes se suelen representar los
dentados sólo por dos circunferencias: la circunferencia primitiva, dibujada con línea de trazo y punto y la exterior trazada con línea continua, como se muestra en la figura. 144.
Cuando los planos son conjuntos esquemáticos que sólo tienen
por objeto mostrar las posiciones relativas o el funcionamiento de los
engranajes el dibujo se simplifica al máximo y los dentados se representan solamente por la circunferencia primitiva dibujada con línea de
trazo y punto como se puede ver en la figura 145.
COMO SE INDICA EN LOS PLANOS LA FORMA Y DIMENSIONES
DE LOS DENTADOS
Naturalmente no basta con señalar en los planos que una superficie está dentada, utilizando la representación que se acaba de estudiar en el párrafo anterior. Para poder construir el dentado son necesarios además ciertos datos que determinen la forma y dimensiones del
dentado.
Cuando se trata de dientes normalizados, basta con la indicación
de unos pocos datos que son los que determinan con toda exactitud el
perfil del diente.
Los más importantes de estos datos son:
El
El
El
El
módulo.
número de dientes.
ángulo de presión.
tipo de perfil.
El empleo y total significado de estos datos lo estudiará usted en
lecciones posteriores, aquí sólo se estudiará su indicación en los planos.
En los dentados normalizados se distinguen dos tipos de perfil, el
diente normal y el diente corto también llamado diente stub. En los
planos no se pone ninguna indicación si se trata de diente normal, como
puede ver en la lámina 15, pero si se trata de diente corto se hace constar rotulándolo como se puede ver en la lámina 16 donde se indica con
la palabra stub que se trata de un dentado de este tipo.
—569—
—570—
—571—
En cuanto al ángulo de presión, éste en los dentados normalizados
españoles es de 20°, pero se admiten también ángulos de presión de
14° 30' y de 15°. Corno en el caso del tipo de perfil, este dato sólo se
hace constar en el plano cuando es distinto del normal de 20°, como
puede verse en la lámina donde se hace constar que el dentado tiene un
ángulo de presión de 15°.
Otro de los datos que se consigna siempre en los planos de dentado es el número de dientes, pues aunque podría calcularse partiendo
de otros datos que figuran en el plano, como son el diámetro primitivo
y el módulo, tiene sin embargo una gran importancia como dato de
Detalle del dentado 10:1
Figura 146
partida para la mecanización por lo cual no deja de hacerse constar en
los planos. En algunos casos se indica detrás de las palabras número de
dientes, como en la lámina 15 y en otros se indica con la letra z como
se muestra en la lámina 16 donde puede apreciar el rotulado z = 50
que indica que el dentado tiene 50 dientes.
—572—
Por último se indica en los planos el valor conocido con el nombre
de módulo del dentado. Este valor es el cociente resultante de dividir
la longitud del diámetro primitivo medida en milímetros por el número
de dientes de la rueda. Este valor es de extraordinaria importancia,
pues como verá cuando estudie los engranajes la forma y dimensiones
del perfil de los dientes dependen de él. El módulo se indica en los planos con la palabra módulo o con la letra M precediendo a su valor, como
puede ver en las láminas 15 y 16 respectivamente.
Cuando los dentados son de perfiles especiales no normalizados,
además de la representación convencional de la superficie dentada en
la forma estudiada en el párrafo anterior, se dibuja detalladamente y
debidamente acotada la forma de perfil. Este dibujo se hace sobre el
mismo dibujo de la pieza, si es suficiente grande para que el detalle
quede claro o en una vista de detalles separada y a escala mayor, como
por ejemplo, el que se muestra en la figura 146.
En los planos de piezas dentadas se acota el diámetro primitivo
que es el que sirve de base para el cálculo de los engranajes y, además,
el diámetro exterior este último es necesario como dato para construir
la pieza, pues es el diámetro a que debe quedar la pieza mecanizada antes de dentar.
izquierda
derecha
Figura 147
Figura 148
—57a—
OTROS DATOS EN LOS PLANOS DE PIEZAS DENTADAS
Figura 149
La representación convencional y los datos para indicar la forma
y dimensiones del dentado que se acaban de estudiar son suficientes
para la representación en los planos de los llamados engranajes cilindricos de dentado recto, que son los que tienen el dentado como los de la
figura 137.
—574—
Además de este tipo de ruedas
dentadas hay otros empleados para
distintas finalidades tales como los
de dentado helicoidal (fig. 147), los
engranajes cónicos (fig. 148), los de
tornillo sin fin (fig. 150) y otros. La
representación convencional de estos engranajes se hace de forma similar a la de los engranajes cilindricos de dentado recto, como puede
apreciarse en la figura 149, pero
además de los datos que se han citado en el párrafo anterior, en los
Figura 150
planos de estas piezas figuran otros
datos complementarios para su construcción precisa. Estos datos complementarios se indican en los planos por escrito, como los otros.
—575—
Tomo 11
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
ROSCAS
Usted ya sabe qué es una rosca y a qué se llama paso de rosca y, por
otra parte, en la lección 9.ª de INTERPRETACIÓN DE PLANOS estudió su
representación en los planos. Ahora estudiará otros detalles que usted necesita conocer.
Debido al gran empleo que se hace de los tornillos y tuercas se han
normalizado, es decir se han fijado unas formas, unos pasos y unas medidas
de manera que cualquier tornillo de una forma y características determinadas fabricado en un país cualquiera pueda ser sustituido por otro fabricado en otra parte siguiendo las normas establecidas. A continuación veremos los dos tipos de rosca más empleados: Rosca métrica y rosca Whitworth.
DIMENSIONES A CONSIDERAR EN UNA ROSCA
En el esquema de la figura 37 se indican las dimensiones a considerar
en una rosca de perfil triangular, que es el más corriente. El significado
de las letras es el siguiente:
5
—577-
Figura 37
h — paso de la rosca
D = diámetro exterior del tornillo
d1 = diámetro en el fondo del tornillo
d2 = diámetro de flancos o diámetro medio
t = altura del triángulo generador
t1 = profundidad del filete
t2 = altura de contacto
a = ángulo de filete
a = altura de la truncatura
Con estas dimensiones puede determinarse una rosca y, por lo tanto,
construirse.
ROSCA MÉTRICA INTERNACIONAL
Este sistema fue adoptado en el Congreso Internacional para la normalización de las roscas, celebrado en Zurich, en 1898. La forma de la
rosca es triangular con un ángulo alfa de 60° y la altura a es igual a 1/16
de la altura del triángulo generador o igual a 0,054 por el paso, recomendándose que el perfil del fondo sea redondeado (0,054 X paso).
Este sistema ha sido adoptado por la mayoría de los países europeos que
usan el sistema métrico. En la figura 38 se determinan las dimensiones del
triángulo en función del paso.
—578-
Paso
d
0,5
06
0,7
0,75
0,8
1
1,25
1,5
1,75
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
Profund. Profund.
de la rosca portante
t2
t1
0,347
0,417
0,486
0,521
0,556
0,695
0,868
1,042
1,215
1,389
1,736
2,084
2,431
2,778
3,125
3,473
3,820
4.167
0,325
0,390
0,455
0,487
0,520
0,650
0,812
0 974
1,134
1,299
1.624
1,949
2,273
2,598
2,923
3,248
3,572
3,897
Radio
r
0,03
0 04
0,04
0,05
0,05
0,06
0,08
0 09
0,11
0,13
0,16
9,19
0,22
0,25
0,28
0,32
0,35
0,38
t =0,8660
t1 = 0,6945
t2 = 0,6495
a = 0,054
r = 0 063 3
h
h
h
h
h
Figura 38
En la tabla 10 de roscas métricas se determinan para cada diámetro
el paso que le corresponde, así como los correspondientes datos más importantes para su construcción.
ROSCA WHITWORTH
Este es el tipo utilizado para los ingleses según el sistema inglés de medidas ; la forma del filete difiere poco de la forma del métrico y el paso se
-579—
h =
25,40095
r = 0,13733 h
t = 0,96049 h
t1 = 0,64033 h
Figura 39
mide en hilos por pulgada, es decir: las espiras completas comprendidas
en una pulgada de longitud. Observe usted en la figura 39 el perfil de la
misma y las relaciones que guardan las dimensiones del filete.
Como puede ver el perfil de rosca de este sistema, comparado con
el métrico, el ángulo del filete varía siendo de 55°. Asimismo,el radio r
es más pronunciado,siendo la altura del triángulo mayor con respecto al
paso.
En la tabla 11 se indican en la primera columna los diámetros no¡minales
en pulgadas y en las demás columnas se indican las correspondientes dimensiones en milímetros.
Así, por ejemplo, para conocer las dimensiones que corresponden a una
rosca de 5/16" (5/16 de pulgada) se busca este número en la primera
columna y en la misma línea de la columna de diámetro se halla que le corresponde un diámetro de 7,938 mm.
Además, sabemos que el número de hilos por pulgada que debe tener
esta rosca es de 18 h" (se indica 18 h" y se lee 18 hilos) a la que corresponde un paso de 1,411 ; efectivamente, si dividimos 25,4 por 18 obtenemos dicho paso.
OTROS SISTEMAS DE ROSCAS
Estos dos sistemas de roscas son los empleados corrientemente, aunque
—581—
hasta ahora se utilizaba en casi todos los países el sistema inglés a causa
de que la mayoría de las máquinas fabricadas por éstos estaban difundidas por toda Europa y la fabricación de recambios, así como la disposición de estas máquinas se prestaba a utilizar dicho tipo, actualmente
parece ser que los países europeos intentan imponer el sistema métrico
y utilizar éste en todos sus productos.
A continuación se exponen otros tipos de roscas que han sido adoptados por algún fabricante por reunir algunas ventajas particulares para su
producto, habiendo sido después normalizado y adoptado por los demás
fabricantes del mismo ramo.
ROSCA ACMÉ
Esta rosca de perfil trapecial está indicada para tornillos de transporte,
tales como husillos de máquinas herramientas que no son más que tornillos
en los que interesa un avance largo. En la figura 40 puede verse el perfil
de la rosca ACMÉ, aunque existen variantes para casos muy particulares.
h
Figura 41
Figura 40
ROSCA CUADRADA
Los lados del filete de rosca cuadrada (fig. 41 ) son paralelos. La profundidad del filete es igual al ancho del espacio entre dientes, siendo este
espacio la mitad del paso. Sin embargo, en la práctica es necesario construir en la tuerca este espacio un poco más ancho a fin de permitir el deslizamiento.
ROSCA EDISON
Esta es la rosca utilizada para las lámparas y tapones fusibles; esta rosca generalmente no es labrada sino estampada en los casquillos de latón.
—583—
Figura 42
En la figura 42 se muestra el perfil de esta rosca; las letras corresponden
a las dimensiones, las cuales varían según el tipo de rosca a construir.
Hay otros tipos de roscas pero se utilizan en muy contados casos no
siendo, por consiguiente, de interés práctico para usted.
ROSCAS PE VARIOS FILETES O ENTRADAS
Las roscas de varios filetes son las que tienen dos o más hélices paralelas entre sí, de forma y dimensiones ¡guales. Su empleo está indicado en
aquellos casos en que el paso es muy grande con relación al diámetro exterior, de manera que es muy grande con relación al diámetro exterior, de
manera que casi siempre tienen grandes pasos. Se adopta esta disposición
de filetes múltiples porque si se quisiera construir un tornillo de rosca proporcionada al paso con un sólo filete el hueco de éste resultaría muy profundo y por lo tanto el núcleo muy debilitado.
Para el tallado de estas roscas se procede de la siguiente forma : se
mecaniza primero un hilo y una vez acabado éste se empieza el otro haciendo entrar la herramienta con un desplazamiento de la pieza de 180°,
o media vuelta si son dos entradas o dos filetes. Si son tres se efectúa una
entrada desp|azando la pieza 120° o un tercio de vuelta y si son cuatro,
cada 90° o cuarto de vuelta de la pieza.
-584-
técnica torneado
LECCIÓN
HERRAMIENTAS PARA TORNEAR
Es ya sabido de todos que las herramientas para el torneado tienen generalmente forma de cuña, así como también que para producirse el esfuerzo de corte es necesario que se origine el movimiento de rotación de
la pieza y el avance longitudinal de la herramienta; sólo cuando tienen lugar ambos movimientos simultáneamente se van desprendiendo virutas
de la pieza deforma continua.
Las herramientas de torno, como todas las herramientas en general,
para máquinas herramientas, deben ser concebidas teniendo en cuenta los
siguientes cuatro datos variables : la composición química y tratamiento del
acero utilizado para construir la herramienta, la duración del corte de la
herramienta, la forma de la herramienta y ángulos que determinan sus
aristas cortantes y la presión de la viruta sobre la herramienta.
COMPOSICIÓN QUÍMICA Y TRATAMIENTO DEL ACERO UTILIZADO PARA
LA CONSTRUCCIÓN DE LA HERRAMIENTA
Con este punto se atiende a lograr en la herramienta y especialmente en
la arista de corte una mayor dureza que la de la pieza para que pueda penetrar en ésta y cortar las virutas del tamaño deseado.
-585-
DURACIÓN DEL CORTE DE LA HERRAMIENTA
Cuanto mayor sea la diferencia de durezas entre la pieza y la herramienta, tanto mejor será el corte y mayor su duración. Se entiende por duración el tiempo que puede emplearse la herramienta sin necesidad de
reafilarla,
FORMA DE LA HERRAMIENTA Y ÁNGULOS QUE DETERMINAN SUS ARISTAS
CORTANTES Y PRESIÓN DE LA VIRUTA SOBRE LA HERRAMIENTA
La forma de la herramienta y los ángulos que determinan sus aristas,
dependen sobre todo del trabajo a efectuar. Por otra parte, estas condiciones, ¡unto con la velocidad de rotación de la pieza determinan la presión de la viruta sobre la herramienta.
CLASIFICACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS
De acuerdo con lo que acabamos de ver pueden clasificarse las herramientas de torno como sigue:
• Según la materia prima de que están construidas.
• Según su forma, determinada por su utilización.
• Según sus condiciones de corte.
Antes de entrar en la descripción de estos tres apartados, haremos unas
breves consideraciones sobre las principales características de las herramientas.
FUERZAS QUE INTERVIENEN EN EL CORTE
Para que pueda producirse el corte es necesaria la intervención de una
fuerza, ya que la pieza que se corta opone una cierta resistencia a la penetración de la herramienta; esta resistencia, cuyo punto de aplicación
radica en la punta de la cuchilla, puede considerarse como el resultado de
las tres fuerzas representadas en la figura 388.
La fuerza P1 se opone al corte propiamente dicho, la P2 al avance de
la herramienta a lo largo de la pieza, y la P3 a la penetración de aquélla
en esta última. De estas fuerzas dependen el espesor y anchura de las
virutas, así como la velocidad de los movimientos de rotación de la pieza
y avance de la herramienta.
—586-
Figura 388. — Representación del esfuerzo de corte.
El torno debe efectuar su trabajo siempre con la máxima economía,
con un mínimo de fuerza y de tiempo. Ni la fuerza puede aumentarse de
forma caprichosa ni tampoco el tiempo puede reducirse de modo arbitrario; ambos elementos dependen del estado y calidad de la herramienta
empleada y el rendimiento del torno está limitado por su potencia.
PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS HERRAMIENTAS
Dentro de la clasificación que hemos visto anteriormente, cada herramienta de torno (fig. 389) se caracteriza por :
• Materia prima de que están construidas:
Material de la cabeza de corte.
• Forma determinada por su utilización :
Según el trabajo a realizar.
Sentido del avance.
Forma del cuerpo.
Sección del cuerpo.
• Condiciones de corte:
Cortes principal y secundario.
Ángulos característicos.
—587—
Figura 389. — Diferentes tipos de herramientas. 1. Hacer radios. 2, Ranurar. 3, Ranurar izquierda. 4, Tronzar. 5, Cilindrar. 6, Refrentar. 7, Roscar. 8, Hacer chaflanes. 9, Broca. 10, Refrentar-cilindrar. 11, Mandrinado. 12, Mandrinar-re frenar.
13, Roscar interiores. 14, Ranurar interiores.
MATERIAL DE LA CABEZA DE CORTE
Los aceros utilizados para la fabricación de las herramientas de corte
deben poseer tales cualidades cortantes que permiten un máximo rendimiento con un mínimo desgaste. Este punto es importantísimo por ser el
principal determinante de su calidad, duración y velocidad de corte.
FORMA SEGÚN SU UTILIZACIÓN
El trabajo a realizar es el que determina la clase de herremienta que
ha de escogerse en cuanto se refiere a su clase o tipo: de cilindrar, roscar, etc.
-588-
La forma de la pieza y, en algunos casos, la fijación de la misma es
la que fija el sentido del avance de la herramienta. Podrá ser de derecha
o de izquierda, según la posición de corte principal conforme estudió en
la lección 3.a
La forma del cuerpo (recto, acodado, etc.) de la herramienta y su sección (cuadrada, rectangular, circular) determinan su fijación, directamente
en la torreta o bien en portaherramientas o soportes especiales.
CONDICIONES DE CORTE
En realidad las condiciones de corte van íntimamente ligadas al material de que está hecha la herramienta, aunque después pueden introducirse muchas variaciones según el material de la pieza a trabajar.
La cabeza de corte es la que efectúa el corte del material por medio
de unas aristas cortantes preparadas
con unas inclinaciones especiales que
forman los llamados ángulos caractetísticos.
Usted ya estudió en la lección 3.a
los ángulos principales de las herramientas. Vea ahora la finalidad de
estos ángulos de acuerdo con la figura 390.
Figura 390. — Principales ángulos característicos.
Ángulo de filo (alfa). Es el que define el poder cortante de la herramienta.
Ángulo de desprendimiento (epsilon). Es el ángulo calculado para una buena
salida de viruta.
Ángulo de incidencia (beta). Se llama también ángulo de despulla, y es el
que impide un rozamiento entre la pieza y la herramienta.
Ángulo de corte (y). Es !a suma de los ángulos de filo y de incidencia.
Más adelante estudiará cómo se procede para dar estos ángulos a las
herramientas, así como qué ángulos son los más apropiados para cada material y trabajo.
--589—
Figura 391.
ξ. Ángulo de punta. l, Corte principal o fijo. 2. Corte secundario
o contrafilo.
En la figura 391 están representados estos ángulos en operaciones de
cilindrar y refrentar, así como los llamados corte principal y corte secundario de la cabeza de corte conocidos
también con los nombres de filo y
contrafilo respectivamente y que form a n el á n g u l o de p u n t a (ξ).
A cada vuelta de la pieza (figuFigura
392. — Sección de viruta.
ra 392) la herramienta recorre el
avance s desde A hasta B. En este recorrido el filo corta en la anchura a
(profundidad de pasada), y el contrafilo, en la anchura s (grueso o espesor de la viruta). La superficie del rectángulo (s X a) es la sección de
viruta.
OBLICUIDAD DE FILO
La viruta queda cortada por dos partes y además debe encorvarse por
encima del filo. Esta flexión encuentra una resistencia que es tanto ma-590-
Figura 393. — Arranque de la viruta.
yor cuanto más grande es la anchura s, como fácilmente puede comprobarse tomando una regla e intentar doblarla en el sentido de su menor
anchura (a de la figura 393) lo que se consigue con poco esfuerzo o pro-
Figura 394.
Arrollamiento de la viruta.
—591 —
bando a doblarla de canto (b de la figura 393) cosa imposible de lograr.
Para una misma sección de viruta, esta resistencia varía según el material. Para que la viruta vaya encorvándose con el menor esfuerzo posible (fig. 394) hay que procurar que tenga el espesor imínimo, pero con
objeto de que la sección de viruta sea la misma y, por lo tanto, que el
rendimiento no varíe, no obstante el menor esfuerzo, no se hace el filo
normal como en la figura 395 sino oblicuo como representa la figura 396.
La oblicuidad del filo está dada por el ángulo de posición ( x ) , cuyo
valor oscila entre 40 y 50'.
Figura 395. —• Sección de viruta con
filo recto. Sección = 0,7 mm x 5 milimetros = 3,5 milímetros cuadrados.
Figura 396. — Sección de viruta con
filo oblicuo. Sección = 0,5 mm x 7 milímetros = 3,5 milímetros cuadrados.
VENTAJAS DEL CORTE OBLICUO
• El filo de la herramienta, más ancho, no se calienta tan pronto, por lo
que dura más. El esfuerzo sobre el filo está mejor repartido y la viruta
se va formando sin saltos ni sacudidas.
• La flexión de la viruta requiere menos esfuerzo a igualdad de sección
de la misma que con el filo perpendicular al eje del torno. A igualdad
de potencia empleada, se obtiene un rendimiento más alto con el filo
oblicuo.
VARIACIÓN PARA LOS ACABADOS
Naturalmente este tipo de arista de corte, muy interesante y de mucha aplicación para los trabajos de desbaste, no puede utilizarse para tra-592-
Figura 397. — Esquema representativo en forma exagerada del acabado
con herramientas de corte oblicuo y
punta aguda.
Figura 398. — Acabado con la herramienta de punta redondeada.
bajos en los que la superficie a conseguir haya de ser muy fina, pues su
acabado podríamos representarlo, en forma exagerada, como en la figura 397.
Redondeando la punta de la herramienta ligeramente con un radio de 0'1
a 1 mm., se evitan los surcos profundos y se disminuye aún más el calentamiento del filo (figura 398).
ACEROS PARA HERRAMIENTAS DE TORNO
Usted sabe ya que los aceros para la construcción de herramientas deben poseer unas ciertas cualidades que les permitan un máximo rendimiento con un mínimo desgaste. Su composición ha de permitir alcanzar después del tratamiento térmico, durezas mayores cuanto más resistente sea
el material a trabajar. Nunca resultará excesiva la atención puesta en la
elección de un acero.
Los aceros para herramientas de torno pueden clasificarse, atendiendo
su dureza creciente, en cuatro categorías: Aceros fundidos al carbono, aceros de corte rápido, stelitas y carburos metálicos.
ACEROS AL CARBONO
Con este nombre se conocen todos los aceros que como elemento determinante de sus principales cualidades (dureza, capacidad de temple, te-593—
nacidad, etc.) no contienen esencialmente más que carbono en mayor o
menor proporción.
El contenido de carbono en estos aceros osóla entre el 0,6 y el 1,4 % ;
este porcentaje es el que decide su elección, pues la resistencia, dureza
y capacidad de temple aumenta con él, mientras que el alargamiento y
la tenacidad disminuyen. Una ligerísima adición de manganeso ( 0 , 3 % )
y de silicio (0,2 %) le proporcionan una más apreciable resistencia al desgaste.
Modernamente este tipo de acero ha sido completamente desbancado por el acero rápido que permite unas más elevadas velocidades de corte por tener una mayor resistencia al desgaste y una mayor capacidad de
temple, conservando su dureza a temperaturas mucho más altas que el
acero al carbono.
No obstante, damos a continuación las informaciones necesarias por si
alguna vez tuviera usted que proceder a la preparación de una herramienta con acero de este tipo.
Punto de transformación de los aceros al carbono
Cuando un acero se calienta a elevadas temperaturas, su punto de
transformación corresponde a aquella en que los elementos que lo constituyen entran en disolución. Este tránsito se caracteriza por un corto estacionamiento de la temperatura a pesar de continuar calentando.
El punto de transformación del acero es el fundamento de todo tratamiento térmico; es la temperatura más baja a la cual puede ser templado.
El punto de transformación de los aceros fundidos está comprendido entre
700 y 720º C. Vea en la figura 399 representados los colores de incandescencia en relación con sus temperaturas respectivas, para el control visual
de éstas.
Tratamientos térmicos.
Aun cuando la primera operación para la preparación de herramientas
es el forjado, hemos creído conveniente estudiar antes los tratamientos
térmicos.
Usted estudió en el envío 4 (Conocimientos Generales de Mecánica)
en qué consisten los tratamientos térmicos y cuáles eran los más corrientes. Para la preparación de herramientas sólo se aplican los de recocido ,
temple y revenido.
-591-
Figura 399. —Colores de incandescencia.
-595-
Recocido
Se recomienda el recocido después del forjado a fin de que el acero
conserve sus primitivas cualidades. Su duración puede variar de una a dos
horas y debe seguirla un enfriamiento lento, con una disminución de temperatura de 20" C por hora.
El recocido se practica entre los 720 y 780" C, o sea, desde el rojo obscuro al rojo cereza.
Temple
El temple tiene por objeto endurecer la cabeza de corte para comunicarle una mayor resistencia al desgaste producido por el trabajo de corte.
La operación consiste en calentar la cabeza de corte hasta una temperatura determinada y enfriarla después con una cierta rapidez. Este enfriamiento rápido provoca un cambio en la estructura del acero, proporcionándole una mayor dureza.
Esta operación de templado es particularmente delicada, pues de su
acierto dependerá que la herramienta tenga una utilización económica. En
realidad, debería realizarse siempre en unos hornos especiales de forma
que el calentamiento puede ser controlado, así como la observación de las
temperaturas críticas.
No obstante, y a pesar de que debería siempre evitarse, se efectúa
muchas veces el templado de herramientas en las fraguas.
En éstas no es posible comprobar la temperatura por medio de aparatos. Una ¡dea aproximada de la misma, según el color que adquiera el acero, solamente es posible cuando hay una claridad uniforme sin rayos de
sol directos ni radiaciones de lámparas que perturben la vista.
Cuando deba efectuarse el templado en fragua, como el calentamiento
en ésta no se hace por igual y además el acero absorbe elementos que perjudican su resistencia, debe procurarse que el acero no se ponga en contacto directo con la llama. Por esto se introduce la herramienta en un tubo
metálico colocado entre las brasas.
El temple de los aceros al carbono se efectúa entre 750 y 800" C, es decir, a la temperatura correspondiente al rojo cereza.
(Nótese que todos los tratamientos se efectúan a temperaturas superiores a las indicadas como correspondientes al punto de transformación.)
Una vez calentada la herramienta a esta temperatura se sumerge en
un baño para su enfriado rápido. Este fluido refrigerante puede ser agua
a 20" C o aceite, aunque este último líquido reduce mucho su resistencia.
— 596 —.
Los aceros al carbono tienen la particularidad de adquirir, después de
templados, una buena dureza superficial, con una débil penetración del
temple. De ello resulta que los aceros al carbono son indicados cuando se
quiere que el núcleo de las herramientas no sea frágil.
Revenido
Para no destruir los beneficiosos efectos del temple, el revenido practicado en las herramientas no debe sobrepasar los límites de 200 a 250ºC.
ACEROS RÁPIDOS
Los aceros de corte rápido, llamados también aceros rápidos, poseen
la propiedad de conservar su dureza y capacidad de corte hasta una temperatura próxima a los 600° C sin destemplarse.
Esta persistencia en el temple es la propiedad más importante de los
aceros rápidos (que se templan a elevadas temperaturas), lo cual explica la gran capacidad de producción de las herramientas construidas con
este material. Esto es debido principalmente a su contenido elevado de
tungsteno que varía del 14 al 23 %, si bien no es el tungsteno, ¡unto
con el hierro y el carbono, el único componente de los aceros rápidos; el
cromo, el molibdeno y el vanadio, 'les comunican cualidades tan preciosas
como resistencia al choque, dureza y resistencia al calor y resistencia a la
fatiga respectivamente.
Punto de transformación
En los aceros rápidos varía entre los 850 y los 900° C.
Recocido
Se practica después del forjado para destruir las tensiones internas
y disminuir la fragilidad, operándose el enfriado lentamente, cubriendo con
cenizas muy secas.
La temperatura del recocido es ligeramente superior a los 820º C.
Temple
El temple es, para los aceros rápidos, una operación muy delicada que
debe llevarse a cabo a una temperatura muy elevada, próxima al punto
de fusión.
— 597 —
Para evitar los peligros de descarburación y sobrecalentamiento, dicha
elevada temperatura no debe ser mantenida más que el tiempo estrictamente necesario y sin caer, por otra parte, en el error de un calentamiento demasiado brusco. Estas dos condiciones pueden conciliarse practicando
un doble calentamiento:
1.° Precalentamiento o calentamiento lento hasta 800 a 825ºC.
2.° Calentamiento acelerado hasta alrededor de 1300°C.
El acero, después de adquirir la temperatura de temple,se debe mantener algún tiempo a dicha temperatura. Este período de tiempo, según
las dimensiones de la herramienta varía de 0'5 a 1 minuto.
La temperatura de temple admite una muy pequeña variación que oscila entre los 1275° y los 1300º C.
En este tipo de aceros se hace todavía más imprescindible el empleo
de hornos especiales. Estos hornos tienen dos compartimentos para facilitar
la doble operación del calentado.
El fluido de temple es generalmente aire comprimido y a veces, el
aceite. El petróleo da igualmente buenos resultados. Con estos elementos
se consigue un temple suave que podría «endurecerse» más, utilizando
otros. La velocidad de enfriamiento disminuye en el siguiente orden según
el baño que se utiliza :
Mercurio (muy poco usado, a lo más para puntas de aguja).
Agua.
Agua con adición de glicerina.
Aceite especial de temple.
Aire en movimiento.
Aire tranquilo.
Cuando se utilizan los tres primeros elementos se dice que se hace un
temple rápido.
Revenido
Después de un temple a elevada temperatura es necesario un cierto
revenido que en algunos casos da lugar a la máxima dureza del acero. Este
tratamiento térmico, practicado en un baño de plomo a 550° C, debe ser
bastante prolongado, pudiendo variar su duración de veinte minutos a media hora.
- 598 —
Precauciones a tomar en el temple
Podríamos agrupar estas precauciones a tomar en dos grupos: por posibles defectos de la pieza y por defectos propios en la operación de
temple.
Defectos de la pieza :
• por defecto de material.
• por tensiones anteriores debidos al trabajo.
• por defectos de forma de la herramienta (diferencias de masas, ranuras, aristas, etc.).
Defectos en el temple:
• en el calentamiento (haberlo excedido, no haberlo alcanzado o desigual, etc.).
• en el enfriamiento (excesivamente suave o demasiado brusco, no
remover la pieza en el fluido refrigerante o haberla metido al revés, etc.).
STELITAS
Las stelitas son aleaciones de alto contenido de cromo,tungsteno y cobalto, con molibdeno y níquel en ocasiones. Su composición e influencia
de los diversos componentes son los indicados en la siguiente tabla.
INFLUENCIAS DE LOS ELEMENTOS COMPONENTES
EN LAS PROPIEDADES DE LA STELITA
Componente
Carbono
Cromo
Tungsteno
Cobalto
Molibdeno
Níquel
Hierro
Manganeso
Silicio
Proporción
2 a 6%
20 a 3 0 %
10 a 2 0 %
30 a 50 %
0 a 10%
0 a 15 %
2 a 10%
15%
0,4%
— 599 —
TABLA 12
Influencia o efectos
Determinante de la calidad
Resistencia al choque
Dureza y resistencia al calor
Extraordinaria dureza
Dureza y resistencia al calor
Resistencia y tenacidad
Elemento básico del acero
Resistencia
Dureza
La dureza que tienen estas aleaciones es extraordinaria y permite, por
tanto, tornear aceros de gran resistencia, con velocidades de corte bastante elevadas.
Como su dureza disminuye al calentarse, se venden en el comercio en
barritas especiales que se acoplan directamente en mangos especiales o en
portaherramientas como el de la figura 394 no pudiéndose forjar ni trabajarse más que con muela. Se venden ya con el tratamiento adecuado.
Sus dos formas son las siguientes :
Figura 400. — Herramientas de stelita. 1, De cilindrar, refrentar, etc. 2, De tronzar, ranurar, etc.
• En pastillas pequeñas que pueden soldarse en el mango postizo.
• En barritas moldeadas de forma y dimensiones normalizadas ( f i g u ra 400) y que pueden montarse en portaherramientas especiales.
Sus dimensiones oscilan entre 5 y 12 mm para las de la primera de la
figura 400 y 1,5 X 6 hasta 4 x 1 6 para las de la segunda.
CARBUROS METÁLICOS
Los carburos metálicos extraduros provienen de los metales refractarios
siguientes, cuyos puntos de fusión son muy elevados :
Tungsteno funde a 3.44º C.
Tántalo funde a 2.850º C.
Molibdeno funde a 2.600° C.
Titanio funde a 1.800º C.
—600—
La dureza de estos materiales se mantiene hasta temperaturas más elevadas que las de los aceros rápidos e igualmente su resistencia al calor
producido por el corte; por consiguiente sus velocidades de corte pueden
ser muchísimo más elevadas. Si se tiene en cuenta al mismo tiempo que
son materiales durísimos, se comprende que tienen también una gran resistencia al desgaste, lo que proporciona, pues, una calidad tal a las herramientas que permiten obtener elevadísimos rendimientos.
FABRICACIÓN Y COMPOSICIÓN DE LOS CARBUROS METÁLICOS
Los carburos metálicos no son aleaciones, sino aglomerados. Sus primeros elementos son el carburo de tungsteno y el cobalto. Reducidos a
polvo y mezclados, se somete el conjunto a presiones que varían entre
4.000 y 5.000 Kgs. El producto obtenido se somete a una cocción a 800° C
con objeto de darle la cohesión necesaria para poderlo trocear en pastillas.
Se procede entonces a una segunda cocción a 1.450º C en un horno eléctrico, que le da toda su dureza. Nótese que esta temperatura, muy elevada, es sensiblemente igual a la de fusión del metal que hace de aglomerante (cobalto), mientras que resulta insuficiente para fundir el carburo
refractario.
Figura 401. — Herramienta de carburo. 1, Cuerpo. 2, Cabeza de corte. 3, Pastilla
de carburo.
Estas pastillas se montan en unos mangos corrientes y así queda constituida la herramienta de carburo metálico de gran rendimiento (fig. 401 ).
Su preparación la estudiará usted más adelante.
El carburo más empleado es el de tungsteno aglomerado con el cobalto, cuya composición es: carbono 6 %; tungsteno 88 % y cobalto 6 %.
— 601 —
Los demás carburos también se utilizan aglomerados con el cobalto,
excepto el de tántalo que se aglomera con níquel.
PREPARACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE CARBUROS
Los carburos metálicos, duros por naturaleza, conserven toda su dureza hasta los 900º C; por tanto, no es necesario ningún tratamiento térmico, ya que hasta dicha temperatura conservan íntegra su capacidad de
corte.
La única regla para trabajarlos consiste en el afilado con muelas especiales : muelas de carborundo y muelas de diamante.
Utilizando muelas de carborundo se tiene una para el desbaste y otra
más fina para el acabado. También puede efectuarse el acabado con muela
de diamante que deja un acabado más correcto y una arista perfecta.
En ambos casos, muela de carborundo y muela de diamante, debe hacerse un rociado con agua para refrigerar, evitando en absoluto los calentamientos. También para ambas muelas, la velocidad periférica de éstas,
debe ser de unos 25 metros por segundo.
APLICACIÓN Y ENSAYOS DE LAS HERRAMIENTAS DE CARBUROS
Los carburos metálicos permiten el torneado con gran velocidad de corte
de todos los metales: aceros de todas calidades y tipos, acero moldeado,
fundiciones, bronces, metales blandos, cobre, ebonita, fibras, vidrio, porcelano, pizarra, etc.
Si se denomina capacidad o potencia de corte al producto o resultado
de multiplicar la velocidad de corte, por la sección de viruta, y duración
del corte al tiempo que la herramienta puede trabajar en buenas condiciones entre dos afilados, esta última resulta a veces hasta cuarenta veces superior a la del acero rápido, trabajando, por ejemplo, ebonita.
Diversos ensayos efectuados han permitido llegar a la siguiente conclusión : En acero normal (R = 60 Kgs), para arrancar un mismo volumen
de viruta se precisan :
48 minutos con los aceros fundidos al carbono.
18 minutos con aceros de corte rápido ordinarios.
11 minutos con aceros de corte rápido superiores.
3 minutos con herramientas de carburo metálico.
-602—
TIPOS DE HERRAMIENTAS DE CARBUROS METÁLICOS
Los tipos de herramientas son los mismos que los de acero rápido (ver
figura 389), pero con la diferencia de que éstas llevan una pastilla de carburo montada en su cabeza de corte (fig. 402).
Cilindrar
Acodadas de cilindrar
Acodadas de refrentar
de pala
Refrentar acabado
de cuchillo
Cortar
Mandrinar
Roscar
Mandrinar y
refrentar int.
Acabado
Roscar int.
Ranurar int.
Figura 402. —- Tipos de herramientas con pastilla de carburo.
Siendo muchos los fabricantes de pastillas de carburos metálicos, en
cada país cada uno de ellos ha puesto una marca propia. La Marca WIDIA
— 603 —
PASTILLAS DE METAL DURO
SEGÚN NORMAS «DIN»
TABLA 13
DIMENSIONES DE LAS PASTILLAS EN MILÍMETROS
Formas A y B
Forma C
Forma D
b
b
s
4
6
3
5
8
4
10
5
Longitud
L.
b
s
r
s
6
Forma E
s
b
8
5
3
3
5
3
12
6
4
3
10
6
4
3
6
4
16
8
5
3
8
4
4
8
4
?0
10
6
3
16
10
5
4
10
5
25
12
8
4
20
12
6
8
12
6
10
5
25
16
8
8
16
8
12
6
20
10
10
20
10
16
8
49
25
12
10
25
12
50
32
16
12
32
16
12
32
•
fabricada por la casa KRUPP de Alemania, ha alcanzado tanta fama y popopularidad que ha dado pie que al referirse a pastillas de carburo, se
diga pastilla de «widia» en forma general, de manera que son muchos los
profesionales que ignoran la verdadera denominación de las pastillas de
—604 —
carburo de tugsteno y hasta que WIDIA es solamente una marca comercial de un fabricante.
Vea en la tabla 13 las dimensiones normalizadas de las pastillas de
carburo con las cuales pueden prepararse todas las herramientas de la
figura 402.
Figura 403. — Utilización de las pastillas de metal duro. 1, Cuchilla recta para desbastar, formas A y B de la tabla 13. 2, Cuchilla para interiores (acabados y refrentados), forma A. 3, Cuchilla para acanalar, forma C. i, Cuchilla para tronzar,
forma D. 5, Cuchilla para cilindrar, forma E.
En la figura 403 se observa la forma en que quedan montadas las pastillas de carburo o metal duro en los mangos preparados a tal fin.
CALIDADES DE LOS CARBUROS
SEGÚN EL MATERIAL A TRABAJAR
Dentro de la clasificación de carburos metálicos para herramientas de
carburo se han estudiado diferentes calidades según el material a trabajar.
La variación en tanto por ciento de sus componentes hace que sus propiedades experimenten unas variaciones que se aprovechan como condiciones especiales para determinados trabajos. Así, por ejemplo, la dureza
tan grande que llegan a alcanzar estas pastillas, las convierte en sumamente frágiles, es decir, que se rompen fácilmente si se les da un golpe.
Naturalmente en el caso de que se tuviera que tornear una superficie con
interrupciones, el golpe que daría la pieza contra el filo al reanudar el corte,
lo estropearía.
Pues bien, para trabajos de este tipo se utiliza una composición especial en la que se ha hecho variar el tanto por ciento de cobalto, pasando
del 6% normal a un 15%. El resultado es que siendo menos dura, resulta mucho menos frágil.
-605—
EMPLEO DE LAS DISTINTAS CALIDADES DE CARBURO
DE TUNGSTENO DE LA MARCA WIDIA
Para toda clase de aceros y acero colado
Marca
Widia
S-l
S-2
S-3
Para trabajar otros materiales
F-1
G-1
G-2
G-3
H-1
1
H-2
TABLA 14
EMPLEO
Trabajo a altas velocidades de corte con avances hasta de
1 mm por vuelta.
Trabajo a mediadas velocidades de corte con avances hasta de 2 mm por vuelta, especialmente al emplear estas
herramientas en máquinas antiguas, así como al efectuar
cortes interrumpidos o al trabajar a profundidades de corte variables. Las velocidades de corte son aproximadamente
un 4 0 % inferiores a las empleadas con la calidad S-1.
Esta calidad S-2 es especialmente apropiada para trabajar
aceros moldeados (en fresas y tornos).
Trabajo a ba|as y mediadas velocidades con avances hasta de 3 mm por vuelta, especialmente para profundidades
de corte muy variables o para corte interrumpido. Las velocidades son aproximadamente un 60 % inferiores al S-1.
La calidad S-3 es especialmente apropiada para el cepillo
de aceros y aceros moldeados (en cepilladoras y limadoras).
Para el acabado finísimo del torneado y taladrado del acero, es decir, para trabajar con velocidades de corte muy
elevadas y secciones de viruta muy reducidas.
Para trabajar hierro fundido no duro (hasta 200 Brinell)
cobre, latón, metales ligeros, resinas. Para proveer de
Widia los puntos de torno, calibres y otras herramiemas de
medición así como piezas de máquinas expuestas a un desgaste muy fuerte.
Para trabajar maderas artificiales y maderas duras, materiales fibrosos, resinas prensadas así como para herramientas perforantes a golpes.
Para trabajar carbón de electrodos.
Para trabajar fundición endurecida en coquilla, hierro fundido duro (mas de 200 Brinell) capas duras en piezas de
fundición, vidrios, porcelanas, papel y metales aleados con
silicio.
Fundición endurecida en coquilla. Para el acabado finísimo
del torneado y taladrado de fundición gris dura.
Vea en la tabla 14 las diferentes calidades de carburo de tungsteno de
la marca Widia y los trabajos más apropiados para cada calidad.
VENTAJAS EN EL TRABAJO CON HERRAMIENTAS DE CARBURO
Y DE TUNGSTENO
Las ventajas que reporta la utilización de estas herramientas pueden
resumirse en la siguiente forma :
• Considerable aumento de la velocidad de corte y de! tiempo de conservación del filo.
• Reducción de tiempo.
• Conservación de la exactitud de medidas y acabado más fino de la
superficie.
• Posibilidad de desbastar y acabar con una sola herramienta.
Especialmente apropiadas para piezas con paredes delgadas.
• Aumento de la producción.
Como inconveniente puede presentarse el de su mayor coste de adquisición, pero queda sobradamente compensado por sus ventajas.
ASPECTOS A TENER EN CUENTA EN EL TRABAJO
CON HERRAMIENTAS DE CARBURO
Las herramientas deben fijarse fuertemente y !o más cortas posibles
de voladizo.
• Es conveniente lograr un buen asiento en la torreta, para lo cual, puede rectificarse la base de apoyo.
• La máquina no debe pararse de repente sin haber desembragado
el avance. En caso de pararse la máquina por alguna razón imprevista
(corte de corriente, exceso de esfuerzo de corte, etc.), hay que aflojar
los tornillos de fijación de la herramienta antes de retirar ésta de la pieza.
• El trabajo puede efectuarse con o sin refrigeración. En el caso de
que se utilice el refrigerador (aumentar la velocidad), éste debe ser seguido, pues si trabaja alternativamente en seco y en húmedo se estropea más
rápidamente el filo.
• La colocación de estas herramientas respecto al centro de la pieza,
debe cuidarse todavía más que si se tratasen de herramientas de acero
rápido.
-607—
CAUSAS DEL DETERIORO DE LAS PASTILLAS DE CARBURO
1. — Antes de emplear la herramienta.
Grietas en la pastilla.
Mango demasiado débil o de material no adecuado.
Montaje incorrecto de la pastilla en el mango.
Calentamiento excesivo al afilar en seco, por apretar demasiado.
Refrigeración insuficiente durante el afilado húmedo.
Enfriamiento repentino en agua fría de la herramienta caliente por
el afilado.
Empleo de muelas inadecuadas.
2. — Durante el trabajo.
Deterioro del filo de la herramienta.
Reafilado malo, piedra de afilar demasiado basta.
Herramientas fijadas con demasiado voladizo.
Sección del mango demasiado débil o poco espesor de pastilla.
En piezas con interrupciones de corte ángulo de inclinación demasiado pequeño.
Filo de herramienta que ya no corta.
Trepidación al tornear ejes delgados.
Velocidad de corte demasiado pequeña.
Ángulos de corte no apropiados.
FORMA Y UTILIZACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE TORNO
La constitución de la herramienta no es el único factor que determina
su forma. Las operaciones que pueden ejecutarse en el torno determinan
también variedades de herramientas de características diferentes: herramientas forjadas con barra de acero fundido o rápido, herramientas amoladas en barra de acero tratado, herramientas con pastilla soldada de carburo de tungsteno, herramientas de perfil constante y herramientas de
forma.
HERRAMIENTAS FORJADAS
Estas herramientas (figura 404) se construyen partiendo de barras de
acero al carbono o acero rápido, batiéndolas y forjándolas en caliente has—608-
Herramienta de cilindrar
Herramienta para refrentar (acero)
Ligeramente redondo R=20
Herramienta para sesgar cuello de cisne
Herramienta para sesgar recta
Herramienta para desbaste de inferiores
Herramienta de roscar
Figura 404. — Herramientas forjadas (continua).
—609-
Herramienta para roscar interiormente
Herramienta
Herramienta pora grandes desbastes
para desbaste
Figura 404 (continuación). — Herramientas forjadas.
ta darles las formas particulares correspondientes a las operaciones de torneado a las que han de ser destinadas.
Forjado
El forjado de las herramientas de acero fundido no tiene nada de particular, exceptuando la precaución de que la temperatura de forjado no
debe exceder de 950" C.
El forjado de acero rápido ha de efectuarse con ciertas precauciones.
Debe comenzar por ser calentado regularmente hasta alcanzar la temperatura correspondiente al rojo claro (800" C). Este precalentamiento debe
ser lento.
Después rápidamente se hace subir hasta la de forjado (1.100° C ) ,
—610—
amarillo claro; los golpes deben darse rápidamente y con fuerza. Si durante el forjado la temperatura descendiese hasta el rojo cereza, sería
necesario volver a calentar el acero, ya que un forjado a temperatura demasiado baja lo deteriora y agrieta. Por el contrario, el calentarlo repetidas veces no altera su calidad.
Debe tenerse, además, la precaución de no golpear las partes demasiado frías o no calentadas a fondo.
Para su enfriamiento deben cubrirse de cenizas secas y frías. Si el acero rápido se disgrega al ser forjado y su fractura es granulosa, se dice
que se ha «quemado», ya que se ha forjado a una temperatura demasiado
elevada.
A veces, sobre todo en las herramientas de filo muy largo, interesa
templar solamente las puntas para conservar mayor tenacidad en el resto
de la cabeza de corte. Un tratamiento de recocido a 780" C seguido de un
enfriamiento lento entre cenizas, quita a la herramienta la dureza adquirida en el forjado, pudiéndose templar entonces la parte que interese.
Figura 405. — Forjado de una herramienta de tronzar. 1, Fuego de fragua. 2, Forma de operar; a, herramienta; b, yunque; c, tenazas. 3, Forja (herramienta de
cuello de cisne); M, martillo; a, hacer escalón; b, hacer codo; c, curvar. •
-611 —
Vea en la figura 405 el procedimiento a seguir para el forjado de una
herramienta de tronzar.
El que la herramienta sea destinada a hacer desbastes o afinados influye naturalmente también en su concepción, ya que mientras las de desbaste precisan ser muy robustas para resistir avances grandes, en las de
afinados en que el arranque de viruta es poco, las cabezas de corte tienden a tener una punta muy fina.
AFILADO DE LAS HERRAMIENTAS DE ACERO RÁPIDO
Después del forjado debe procederse al afilado, o sea, a la preparación
de los ángulos característicos. Tanto en este caso como en un reafilado, se
procede del mismo modo.
Después de haber trabajado una determinada cantidad de tiempo, las
herramientas pierden el filo y, en consecuencia, pueden incluso modificarse
algunos de sus ángulos. El reafilado debe hacerse tan pronto se note su
trabajo defectuoso, cuidando de poner otra vez en condiciones sus aristas
de corte y sus ángulos.
Aunque hay máquinas especiales para el afilado de herramientas, difícilmente se dispone de ellas en todos los talleres, debiendo entonces proceder al afilado el propio tornero, haciendo uso de la muela.
Figura 407. — Afilado frontal en muela plana.
Figura 406. — Muela de vaso.
Este afilado, llamado a mano, puede hacerse en dos operaciones: desbastando en una muela basta y acabando en una muela fina. Es conve-612-
niente que estas muelas tengan la forma llamada de vaso (fig. 406) para
que pueda apoyarse la herramienta contra la superficie lateral plana, evitando así la deformación que puede producirse si se afila como en la figura 407 ya que esto puede llegar a cambiar completamente los ángulos en
sucesivos afilados.
Mientras se procede al afilado, deben controlarse frecuentemente los
ángulos por medio de unas galgas especiales, a fin de tener la certeza de
un correcto afilado (fig. 408). La herramienta debe apretarse con moderación para no deformar la muela y
evitar el peligro de que se «clave».
Para controlar esta presión la herra- Figura 408. — Comprobación de los
ángulos de afilado con galga.
mienta debe apoyarse en un soporte
que estará lo más cerca posible a la cara de la muela, para que no pueda
meterse la punta de la herramienta en caso de una «clavada». La muela estará limpia y se usará al refrigerante adecuado debiéndose evitar siempre
un calentamiento excesivo que podría reducir el temple.
El afilado puede servir también para reconocer la calidad del acero de
que está constituida la herramienta. El acero al carbono produce un haz
abundante y corto, de color blanco y chispas estrelladas (fig. 409). El acero
Figura 409.
Haz de acero al carbono.
Figura 410. — Haz de acero rápido.
—613-
rápido produce unas chispas detrás de rayos ligeramente curvos y de un
color rojizo tanto más espeso y más denso, cuanto de peor calidad es el
acero (fig. 410).
Vea en la tabla 15 los ángulos de las herramientas de acero rápido
según el material que se ha de trabajar.
HERRAMIENTAS AMOLADAS
La forma de estas herramientas se obtiene sin forjado previo, directamente de la barra tratada mediante un amolado apropiado. Estas barras son
generalmente de acero rápido superior (stelitas). Este procedimiento tiene
la ventaja de evitar el forjado y además su costo resulta más bajo.
Las partes útiles determinantes de corte son idénticas a las obtenidas
por forjado. Valen para ellas las mismas observaciones y los mismos ángulos que los señalados para el afilado de las herramientas de acero rápido.
HERRAMIENTAS CON PLAQUITAS SOLDADAS
Las herramientas con plaquita soldada están constituidas por un cuerpo
de herramienta rígido que forma el soporte, sobre el cual se suelda una
plaquita de carburo metálico que presenta las aristas de corte necesarias
para trabajar.
Elección del cuerpo de la herramienta y preparación
Para los mangos de las herramientas con plaquita soldada puede escogerse un acero al carbono con 0,6 a 0,7 % de carbono. Debe tenerse en
cuenta, al escoger sus dimensiones, que cuanto más fuerte sea con tanta
mayor facilidad absorberá las sacudidas y vibraciones alejándolas de la
lengüeta de metal duro.
Conviene tener en cuenta, al mismo tiempo, la dimensión de la plaquita, que debe ser suficientemente amplia para que el calor producido por
el trabajo, y que depende de la velocidad de corte y la sección de viruta,
pueda pasar rápidamente al mango.
Se prepara en el mango un encaste en el que deberá alojarse la pastilla. Este encaste puede mecanizarse con fresa y será suficiente para que
toda la pastilla quede perfectamente apoyada, así como perfectamente plano y bien ajustado de forma que la soldadura que las ligue forme una
película regular y fuerte. Un basculamiento de la pastilla e irregularidades en
la película de soldadura arrancarían la pastilla al menor esfuerzo.
La base del encaste ha de ser ligeramente mayor que la pastilla para
-515—
'Figura 411. — Preparación del encaste en el mango.
facilitar la entrada de la soldadura y evitar un levantamiento de la pastilla (fig. 411 ).
Al mismo tiempo el encaste debe mecanizarse con una inclinación de
unos 12° para facilitar el ángulo de inclinación sin debilitar la pastilla. El
ángulo de inclinación tiene por objeto, sobre todo en trabajos con interrupción de corte, recoger y distribuir el choque que de otra manera, con filo
recto, deteriorará todo el filo de la herramienta.
Soldadura de la pastilla
Se limpia perfectamente el mango y. la plaquita. Se calienta por separado la plaquita y la cabeza del mango hasta unos 800º C, evitando la
oxidación (con llama reductora y polvos de bórax). Seguidamente se cepilla
enérgicamente con un cepillo de acero el alojamiento de la plaquita, se llena
de polvo de soldar y se sitúa en él la plaquita.
Se calienta de nuevo hasta la temperatura de soldadura (900° C), observando la fusión de la soldadura y
si ésta va corriendo se añaden polvos
de bórax. Por último, se retira la herramienta del horno y con una varilla
de metal se aprieta la plaquita durante unos 20 segundos, para reducir y
regularizar el espesor de la soldadura
Figura 412. — Regulación de la película de soldadura.
—616—
(fig. 412). Esta varilla no debe ser mayor que el mando de la herramienta, para que no absorba demasiado calor, ya que un enfriamiento muy rápido de la pastilla podría perjudicarla.
Las herramientas una vez soldadas se enfrían despacio, metiéndolas
en polvo de carbón de madera o de electrodos para evitar grietas.
El material soldante puede ser cobre electrolítico o bien unas láminas
de plancha de cobre o latón que se colocan entre pastillas y alojamiento y
que se funde al alcanzar la temperatura de soldadura (1.100° C para el
cobre).
AFILADO Y ÁNGULOS DETERMINANTES
En el afilado de las herramientas de carburo, al igual que en el de las
de acero rápido tienen muchísima importancia los ángulos y su conservación en los sucesivos afilados. Puede establecerse el siguiente orden de
operaciones:
1.—Afilado de mango. Se hace con muela basta y se deja un ángulo con
2º más que el ángulo de incidencia señalado en las tablas. El material del mango, mucho más blando, no entra así en contacto con la
muela especial de carburo y no la embota.
2. — Afilado previo de desbaste de la lengüeta de carburo. En muela especial de carburo basta, quedando el filo aún imperfecto y mellado.
3. — Afilado final de la lengüeta. En una muela fina de carburo, dejando
ya los ángulos correctos indicados en las tablas.
En ocasiones pera trabajos de acabado muy fino se hace un afilado extrafino en un disco de afilar con polvo de diamante.
En todos los casos debe emplearse una plantilla de afilar.
El afilado en seco es suficiente en algunos casos, pero el afilado húmedo puede recomendarse siempre, teniendo en cuenta que no es suficiente con gotas, sino que el líquido debe correr libremente y caer en chorro directo sobre la pastilla.
En la tabla 16 se relacionan los diferentes ángulos de afilado para los
distintos materiales de más corriente uso.
—617—
ÁNGULOS CARACTERÍSTICOS PARA HERRAMIENTAS
DE TORNO CON PASTILLA
TABLA 16
REGLAS A OBSERVAR EN EL AFILADO
• Para torneado de interiores o exteriores, el ángulo de desprendimiento debe ser mayor cuando más blando es el material a cortar (a excepción del bronce y latón).
• Para los torneados exteriores el ángulo de incidencia ß debe aumentar
con el diámetro de la pieza.
• Para torneados interiores, el ángulo de incidencia ß debe ser mayor
cuando menor es el diámetro a trabajar.
HERRAMIENTAS DEL PERFIL CONSTANTE
Estas herramientas tienen la forma de láminas, anillos o arandelas, cuya
sección, apropiada a la clase de trabajo a que se destinan, es invariable
cualquiera que sea el desgaste que sufran.
Fácilmente se comprende la ventaja que representa esta forma de utilizar la herramienta, sobre todo en el roscado y en el torneado de forma,
operaciones en los que el perfil de la herramienta debe conservarse rigurosamente, aún después de los frecuentes reafilados.
Suelen construirse en tres formas distintas :
Figura 413. — Perfil constante. Prisma recto. 1, Prisma. 2, Dispositivo de fijación.
3, Cuerpo orientable. 4, Soporte fijo.
• Láminas rectilíneas (portaprismas para tronzar, roscar, ranurar, etc.)
(figura 413).
• Láminas circulares (roscados y formas varias) (fig. 414).
• Láminas curvas (tronzar, ranurar, roscar, etc.) (fig. 415).
Todas las operaciones de torneado pueden practicarse con herramientas de perfil constante, cuya sección dependerá del trabajo a efectuar.
Su utilización exige siempre el empleo de portaherramientas especiares.
—619—
figura 414. — Perfil constante. Lámina circular. 1, Pieza a roscar. 2,
Portamoleta. 3. Moleta de roscar.
Figura 415. — Perfil constante. Lámina curva.
PORTAHERRAMIENTAS
En las herramientas forjadas resulta desproporcionado el volumen del
cuerpo con respecto a la cabeza de corte, ya que la mayor parte del material sirve como soporte del filo cortante.
Los portaherramientas remedian en gran parte este inconveniente y
sus ventajas en cuanto a su utilización con respecto a las herramientas ordinarias son numerosas. Entre otras cabe señalar: economía de acero, supresión del forjado, utilización de las herramientas hasta un mínimo y disminución del capital invertido en herramientas.
Los portaherramientas deben poseer las siguientes cualidades:
* Tener la cara de asiento absolutamente plana.
* Ajuste perfecto de la lámina o cuchilla en sus guías, a objeto de que la
herramienta forme un solo cuerpo con el portaherramientas
Normalmente en el comercio se venden láminas de dimensiones-normalizadas para su acoplamiento en los portaherramientas. Vea en la figura 416 tres portaherramientas, con láminas y cabeza de perfil constante.
Si para una operación corriente es ya ventajosa la utilización de herramientas de este tipo, todavía lo es más, cuando se trata de un perfil complicado.
Siempre que' la cantidad de piezas a mecanizar sea interesante, incluso pueden prepararse láminas circulares en el torno, construidas de acero rápido y que, templadas convenientemente, dan lugar a un perfil cons-620-
Figura 416. — Herramientas de perfil constante. 1. De tronzar. 2. De roscar.
3. De mandrinar.
tante que de otra forma sería, no ya difícil de lograr, sino más difícil de
mantener a través de los diversos afilados (fig. 417).
HERRAMIENTAS DE FORMA
Cuando las piezas a ejecutar tienen formas complicadas y su número
es importante, resulta interesante por
economía de tiempo y para conseguir
su intercambiabilidad, utilizar herramientas de forma.
A menudo tienen estas herramientas un perfil cuya ejecución resulta
más ventajosa con la lima, utilizándose la muela para el desbaste.
Para conservar el perfil con su
forma exacta es necesario dar el mínimo valor posible al ángulo de desprendimiento. Es conveniente, además,
conseguir el máximo de piezas mecanizadas entre dos afilados, aunque se
tenga que disminuir la velocidad de
corte, que, por otra parte, proporciona un más perfecto acabado de las
superficies y suprime las vibraciones
que a gran velocidad provoca la excesiva longitud de la línea de cortede una herramienta de forma.
Figura 417. — Herramienta de forma
R
de perfil constante. ß = x; x —
.
10
—621—-
De todas maneras, tal como hemos indicado antes, es preferible que
estas herramientas se construyan de perfil constante.
-622-
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
MEDIDA DEL ÁNGULO
Un ángulo se mide por su abertura y no por la longitud de sus lados. Que los lados de un ángulo
sean más o menos largos no afecta
para nada a su valor. Los ángulos de
la fig. 21 tienen los lados de igual
medida, pero son ángulos de distinto
valor; el primero es agudo, y por
tanto, menor que el segundo que es
recto.
Figura 21
SISTEMA SEXAGESIMAL
Si a todo alrededor de un punto se trazan líneas como en la figura 22
hasta formar 360 ángulos iguales, cada uno de estos ángulos será de
un grado. Para medir un ángulo cualquiera se toma el grado como unidad de medida, es decir, se comprueban los ángulos de un grado que
hay en el ángulo que se mide.
-623-
Si alrededor del punto se siguen
trazando líneas hasta que cada uno
de los 360 ángulos quede dividido
en otros 60 ángulos iguales, cada
uno de estos 60 ángulos será de un
minuto y si por último se trazan líneas hasta que cada uno de estos
60 ángulos quede dividido en otros
60, cada uno de estos 60' será de un
segundo. Así pues, un grado tiene
60 minutos y un minuto 60 segundos. Divididos los grados en minutos
y segundos, se pueden medir los ángulos con mayor exactitud.
Figura 22
Cuando se escribe la medida de
un ángulo los grados se indican con un pequeño cero en la parte superior de la cifra, por ejemplo 90°; los minutos se indican con una coma:
32'; y los segundos con dos comas: 30'". Si un ángulo mide 70 grados
con 15 minutos y 26 segundos se escribirá 70° 15' 26".
A esta manera de medir los ángulos se le da el nombre de sistema
sexagesimal. Hay establecido otro sistema llamado centesimal que va a
estudiar a continuación.
SISTEMA CENTESIMAL
En este sistema se consideran 400 los ángulos trazados alrededor de
un punto, en vez de 360 y cada uno de los 400 ángulos es de un grado
centesimal. Asimismo se considera al grado dividido en 100 minutos y al
minuto en 100 segundos.
Los grados centesimales se indican con la letra g al lado de la cifra,
los minutos con una coma y los segundos con dos comas, es decir, los
minutos y los segundos igual que por el sistema sexagesimal. Así,en el
ejemplo anterior de 70 grados, 15 minutos y 26 segundos, si éstos fueran centesimales se escribiría 70 g 15' 26". Esta es la forma actual de
indicar los grados centesimales. Sin embargo interesa tener en cuenta que
antes se escribían los grados, minutos y segundos centesimales añadiendo
las letras g, m, s, respectivamente, en la parte alta de la cifra 70g 15m 26s.
-624-
GONIÓMETROS,
Los goniómetros son instrumentos empleados para la medición de
ángulos; su forma más sencilla es el transportador que generalmente se
utiliza para medir ángulos en el papel, es decir, en planos y croquis.
Figura 23
Fíjese en la fig. 23. En él están señalados los grados desde 0º a 180º
en sentidos contrarios; esta doble graduación está dispuesta con el fin
de que se puedan medir ángulos partiendo de ambos lados. El centro
del transportador está señalado con una rayita o hendidura. Para medir
un ángulo se coloca el centro del transportador sobre el vértice del ángulo y el cero de la graduación sobre uno de los lados. El lugar por donde
pase el otro lado indicará los grados del ángulo. En la fig. 23 puede ver
la medición de un ángulo de 53°.
Los utilizados en el taller mecánico tienen la disposición que se muestra en la figura 24 con una regla que gira alrededor del centro del transportador.
Figura 25
Figura 24
-625-
Una forma muy práctica y de gran empleo de goniómetro, es el de-.
nominado comprobador universal o vaivel (fig. 2 5 ) . Está formado por
una regla (1 ) unida a un disco graduado ( 2 ) ; concéntrico con este disco
gira otro que lleva un nonio ( 3 ) y un brazo ( 4 ) , en este brazo puede
fijarse una regla deslizante ( 5 ) por medio de un tornillo ( 6 ) . El disco
graduado lo está en grados de 0 a 90, comenzando en ambos sentidos
desde dos puntos extremos de un diámetro perpendicular a la regla
fija. El cero de nonio corresponde a un extremo del diámetro, perpendicular a la regla móvil y permite medir ángulos de 5 minutos, para lo cual
tiene una longitud que abarca un arco de 23° y está dividido en 12 partes, también la escala del nonio es doble y dirigida en ambos sentidos
a partir de 0.
En una próxima lección de CONOCIMIENTOS GENERALES DE MECANICA dedicada al estudio de los instrumentos de medida estudiará usted
con más detalle el funcionamiento de este aparato y la forma de efectuar
distintas mediciones de ángulos.
MEDIDA DEL ÁNGULO RECTO
Alrededor de un punto pueden formarse 4 ángulos rectos (fig. 2 6 ) .
En el sistema sexagesimal siempre se consideran 360 el total de grados
Figura 26
Figura 27
que suman los ángulos trazados alrededor de un punto, sean los ángulos
que sean. Así, pues, un ángulo recto (fig. 27 vale una cuarta parte de
360 grados, es decir, 90º; un ángulo obtuso vale más de 90° y un ángulo agudo menos de 90".
—626-
interpretación planos
L E C C I O N
REPRESENTACIÓN CONVENCIONAL DE AGUJEROS
Y ELEMENTOS DE UNION
En algunos planos de piezas o conjuntos, los agujeros y elementos
de unión tales como tornillos, tuercas, y remaches se representan con todo
detalle con sus vistas trazadas según se ha estudiado en lecciones anteriores. Sin e m b a r g o es más corriente utilizar una representación convencional de tales detalles, especialmente en planos a pequeña escala, donde
los detalles serían difíciles de dibujar, y en los planos de conjunto o estructuras en las que se deberían dibujar gran número de ellos con la consiguiente pérdida de tiempo.
También en este caso la representación convencional es posible gracias a la normalización de los elementos de unión, tales como tornillos,
tuercas y remaches.
Figura 152
Figura 151
-627—
La representación simplificada de un taladro se hace dibujando en
el plano solamente el eje geométrico del taladro e indicando el diámetro
del mismo. Si en la vista el taladro debe verse longitudinalmente se indica el eje con una línea de trazo y punto, como se muestra en la figura 151, si es visto tranversalmente se indica por el cruzamiento de
dos líneas, como se muestra en la figura 152. Si los agujeros son ciegos.
Figura 153
es decir no atraviesan la pieza de lado a lado se indica también la profundidad del taladro como puede verse en la figura 153. Si la entrada
del taladro es avellanado o refundida para alojar la cabeza de un tornillo
o remache, esto se indica también haciendo constar el elemento normali-
Figura 154
zado que debe ir alojado en el taladro; ejemplos de esto son las representaciones de taladro avellanados que se muestra en la figura 154.
La indicación de taladros roscados se hace también con los ejes o cruzamientos como en el caso anterior pero indicando las características de
las roscas; en la figura 155 puede ver la forma como se representa un agujero roscado pasante de rosca métrica M 10 y un agujero ciego roscado cor»
una rosca métrica M 5 y 15 milímetros de profundidad.
—628-
Figura 155
Los tornillos y remaches se indican igualmente por medio de sus ejes
o cruzamientos, indicando además la sigla de los elementos normalizados,
tornillos, tuercas, arandelas o remaches. En la figura 156 pueden verse
Figura 156
-629-
unos ejemplos de representación de una unión con un tornillo y su arandela y tuerca correspondiente y una unión por medio de un remache.
Si en el plano se han de señalar gran, cantidad de tornillos o remaches
de distintas medidas y características la rotulación de cada uno en la forma
que se acaba de ver daría lugar a una gran confusión y,por ello, se recurre
a símbolos diferentes para cada tipo de elementos de unión los distintos
símbolos normalizados en este caso son los que se presentan en las figuras 157 y 158.
Figura 159
En el caso de un plano en que se represetan gran número de elementos de unión iguales, se hace señalando sus ejes y sus cruzamientos como
se ve en la figura 159, señalando en el mismo plano en lugar aparte de las
vistas o sobre uno de los elementos indicados, qué tipo de elemento es
el que se debe emplear.
UNIONES POR SOLDADURA
La representación de la unión de piezas por soldadura exige el empleo de signos convencionales, ya que el dibujarlos tal como se presenta
en las piezas una vez unidas, por los procedimientos de delineación normales no daría ¡dea de cómo deben ejecutarse ni cómo son las piezas
separadas, antes de la soldadura, puesto que este sistema de unión produce en muchos casos una verdadera piezas única partiendo de dos o más
piezas separadas.
Así, pues, en los planos se dibujan las piezas soldadas como conjunto
-632-
de las varias piezas que las forman y se indican en los lugares donde se
hallan las soldaduras, por medio de signos o representaciones convencionales, la forma en que éstas deben hacerse.
Los métodos de soldadura más importantes y diferentes desde el punto
de vista de su representación en los planos son :
La soldadura por presión.
La soldadura por fusión.
En la soldadura por presión las partes de las piezas que se han de
unir se calientan hasta llegar al estado pastoso y en este estado se aprietan unas a otras por medio de martillo o presión, produciéndose así la
soldadura. Entre las soldaduras por presión se distinguen la soldadura
por forja, la soldadura por resistencia eléctrica, la soldadura por presión
y arco eléctrico y la soldadura con termita. En estas soldaduras no se
añade otro material a las piezas que se sueldan.
Las soldaduras por fusión se hacen calentando hasta llegar a la fusión las superficies que se han de unir, puestas en contacto, y dejando
solidificar de nuevo el material fundido que produce así la unión entre
las piezas. En estas soldaduras no se ejerce presión entre las piezas y en
general se añade material que se funde de barras o varillas adecuadas y
al que se le da el nombre genérico de material de aportación. Entre las soldaduras por fusión se cuentan la soldadura por arco eléctrico y la soldadura por soplete de gas.
Tanto las soldaduras por presión como las soldaduras por fusión pueden ejecutarse de distintas formas y estando las piezas en diferentes posiciones relativas, lo cual debe reflejarse en los planos en forma de indicaciones diferentes para que sirvan de guía a quien debe ejecutar el trabajo.
REPRESENTACIÓN DE LAS SOLDADURAS POR PRESIÓN
EN LOS PLANOS
Entre las uniones soldadas por presión se pueden distinguir las soldaduras de barras o secciones macizas y las soldaduras de planchas.
La soldadura de barras o secciones macizas se suelen realizar en la forma
denominada a tope: los extremos de las barras se calientan y comprimen
uno contra otro en el sentido de la longitud; esta soldadura puede hacerse sin que los extremos que se sueldan lleguen a fundirse y entonces la soldadura se indica como se muestra en la figura 160, por medio
4
—633—
Figura 160
Figura 161
de una línea que indica la sección y e I s i g n o que se ve en ella. Se puede
realizar también haciendo que las superficies se calienten hasta fusión
antes de aplicar la presión y entonces se representa en el plano como se
muestra en la figura 161.
Figura 162
Figura 163
La soldadura de planchas por presión se realiza generalmente por
resistencia eléctrica. Pueden unirse solamente por una serie de puntos y
se llaman entonces soldaduras por puntos o puede soldarse toda una línea
de las piezas llamándose soldadura por costura continua.
Figura 164
Figura 165
Una soldadura por puntos puede hacerse con una sola línea de puntos como se muestra en la figura 162, se llama entonces soldadura por
puntos en serie y en los planos se representa como se muestra en la
figura 163. Puede hacerse también con dos líneas de puntos como se
muestra en la figura 164 llamándose a este tipo soldadura por puntos en
cadena y representándose como se muestra en la figura 165. Y puede
hacerse también con los puntos distribuidos como se muestra en la figu-
Figura 1G6
Figura 167
ra 166, llamada soldadura por puntos a tresbolillo y en este caso se indica
en los planos como se muestra en Ja figura 167.
Figura 169
Figura 168
Las distancias entre los puntos de soldadura se indican como se muestra en las figuras 163, 165 y 167, siendo en estas figuras las letras a y b
los valores de las cotas indicadas con las mismas letras en las figuras
162, 164 y 166.
Figura 171
Figura 170
-635 -
Las. soldaduras por costura continua pueden ser a solape, cuando las
planchas se unen superpuestas como se muestra en la figura 168 y a tope,
cuando se unen por los bordes como se muestra en la figura 170. La soldadura a solape se representa en los planos como se muestra en la figura
169 y la soldadura a tope como se muestra en la figura 171.
REPRESENTACIONES DE UNIONES SOLDADAS POR FUSIÓN
Como se ha dicho anteriormente
también las soldaduras por fusión se
presentan en distintas formas de
unión de las piezas, independientemente del procedimiento que se emplee para su ejecución (soplete de
gas, arco eléctrico, etc.). Como también se ha dicho, la soldadura por fusión se suele realizar añadiendo material a las piezas que se sueldan entre las superficies de unión (material
de aportación). Este material forma
una línea llamada cordón de soldadu-
figura 172
ra,como puede verse por ejemplo en la figura 172.
En la representación en los planos de uniones soldadas por fusión se
indican la posición de las superficies que se sueldan, la forma del cordón
y las dimensiones de éste.
Según la posición relativa de las superficies que se sueldan se distinguen tres tipos de uniones :
Soldadura en borde.
Soldadura a tope.
Soldadura en ángulo.
Las soldaduras a tope pueden hacerse a su vez con distintos tipos de
unión ; los principales de ellos son :
Unión en I.
Unión en V.
Unión en X.
Las soldaduras en ángulo pueden también ser ejecutadas con cordones
de distinta forma, siendo los normales los siguientes :
Cordón reforzado.
Cordón plano.
Cordón aligerado.
-636-
Soldadura en borde
Soldadura en ángulo
cordón reforzado
Soldadura a tope en I
Soldadura en ángulo
cordón plano
Soldadura a tope en V
Soldadura a tope en X
Soldadura en ángulo
cordón aligerado
LAMINA 17
Figura 173
En la lámina 17 puede usted ver las formas de estos distintos tipos de
unión.
En los planos estas uniones pueden representarse a escala si el tamaño
y claridad del dibujo lo permite o representarse simbólicamente si la escala
del plano es pequeña y debe simplificarse el dibujo para que sea claro. En
la figura 173 se han agrupado las representaciones de estas diferentes uniones tanto como simbólicamente.
-638-
Puede apreciar en esta figura que
en la soldadura en ángulo se indica
una cifra, representada en la figura
por la letra a. Esta cifra es el espesor del cordón en milímetros, medido según la cota a que se muestra
en la figura 174. Cuando las uniones
deben ser lisas, sin que sobresalga
el cordón,1a representación se hace
utilizando una línea recta en lugar del
arco, como se muestra en la figura
175.
Figura 175
-639—
Tomo 12
conocimientos
generales mecánica
LECCIÓN
TOLERANCIA
Los métodos de trabajo de la industria no permiten en ningún caso la
obtención de una forma o dimensión matemática exacta, pero las exigencias de la misma industria requieren una determinada exactitud en las
dimensiones, especialmente cuando se trata de trabajar en serie y lograr
piezas intercambiables. Este es el motivo que ha dado lugar a las llamadas tolerancias.
Se da el nombre de tolerancia o
el de campo de tolerancia a la inexactitud admisible en la fabricación de
una pieza de una determinada dimensión ; se designa con la letra t y es
igual a la diferencia entre las medidas máxima y mínima admitidas para la pieza, figura 43.
Por ejemplo, una pieza debe ser
cortada a una longitud de 300 mm,
pero se admiten como buenas las piezas que tengan como mínimo 299 mm
-641 -
Figura 43
y como máximo 301 mm. La tolerancia en este caso será de 301 —299 =
2 mm. Como se ve, la tolerancia está comprendida entre unos límites; un
límite inferior que indica la medida mínima que debe tener la pieza y un
limite superior que indica la medida máxima que ha de tener la pieza.
En el ejemplo anterior, el límite inferior de la tolerancia es un milímetro
menos de la longitud de 30 mm deseada para la pieza, o sea, —1 (menos
1 mm); el límite superior, en este caso, es un milímetro más de la longitud
de 300 mm, o sea, +1 mm (más 1 mm). Para estudiar las tolerancias, el
límite superior, en general, se indica con las letras Ls y el límite inferior,
con las letras L1.
A la medida que teóricamente debería tener una dimensión, se la llama
dimensión nominal, y esta medida se toma como referencia de valor cero
para contar las tolerancias por encima o por debajo de ella, dándosele el
nombre de línea de O.
La diferencia entre la dimensión
máxima admisible y la dimensión nominal se llama diferencia superior y
se representa por las letras Ds; la diferencia entre la dimensión nominal y
la dimensión mínima admisible se llama diferencia inferior y se representa
por D¡. En el esquema de la figura 44,
se muestran gráficamente estos valores.
A la medida real de una pieza
ya fabricada se la llama dimensión
efectiva; si, por ejemplo, una de las
piezas de 300 milímetros del ejemplo
Figura 44
anterior, después de cortada tiene
una longitud real de 299'5 mm este valor será su dimensión efectiva,
ENCAJE
Se llama encaje al acoplamiento entre dos piezas, una
exterior. Por ejemplo, el gorrón, o parte de apoyo de un
nete correspondiente, forman un encaje; un tornillo y su
también un encaje; en una rueda que tenga clavado un eje
el eje y el agujero forman un encaje.
—642—
interior y otra
eje, y su cojituerca forman
en un agujero,
En mecánica, los encajes deben ser, según los casos, más o menos
ajustados, es decir, las piezas que forman el encaje deben tener un mayor
o menor grado de libertad de movimiento una con respecto a la o t r a ; por
ejemplo, una rueda, según su función, debe poder girar sobre su eje, o,
por el contrario, estar fuertemente acoplada a él para que le transmita
su movimiento. Según el menor o mayor grado de ajuste, se distinguen
distintos tipos de encajes, que se estudiarán más adelante.
JUEGO E INTERFERENCIA
El grado de ajuste de un encaje se caracteriza por la diferencia entre
la dimensión efectiva de la pieza hembra y la dimensión efectiva de la
pieza macho.
Figura 46
Figura 45
Esta diferencia se llama juego, si la dimensión efectiva de la pieza hembra es mayor que la de la pieza macho, como se muestra en la figura 45.
Si, por el contrario, la dimensión efectiva de la pieza hembra es menor
que la de la pieza macho, la diferencia se llama interferencia, como se
muestra en la figura 46.
Hasta hace no muchos años, el ajuste de dos piezas que habían de
formar un encaje se hacía especialmente entre estas dos piezas y dependía de la habilidad del operario que lo ejecutaba. Si una de las piezas
debía reponerse, era necesario disponer en el taller de la otra pieza que
había de ajustarse con la nueva. En la actualidad, el empleo de sistemas
de tolerancias permite fabricar piezas en serie, de tal forma, que se ajus—643-
ten a otras con los juegos e interferencias deseados en cada caso. En efec
to, limitando las tolerancias de la pieza hembra y de la pieza macho, queda limitado el juego o la interferencia entre un límite máximo y un límite
mínimo, como se verá en seguida.
Si se tienen dos piezas con tolerancias determinadas como las que se
muestran esquemáticamente en la figura 47, si la dimensión mínima admisible de la hembra es mayor que
la dimensión máxima admisible de la
pieza macho entre estas dos piezas
habrá siempre juego, cualquiera que
sea la dimensión efectiva de ellas
siempre que esté comprendida en las
Figura 47
tolerancias. Además, el juego estará comprendido entre un juego máximo
y un juego mínimo. El juego máximo que podrán tener dos de estas piezas, comprendidas en las tolerancias, será igual a la diferencia entre la
dimensión máxima admisible del agujero y la dimensión mínima admisible
del eje o pieza macho. El juego mínimo que podrán tener dos de estas
piezas será igual a la diferencia entre la dimensión mínima admisible del
agujero y la dimensión máxima admisible del eje. En la figura 47 puede
apreciarse claramente el significado de las expresiones juego máximo
juego mínimo.
Si las tolerancias de las piezas para formar un encaje se toman como
se muestra en la figura 48, de tal
forma que la dimensión máxima del
agujero sea menor que la dimensión
mínima del eje cualquier par de piezas que se tomen presentarán siempre interferencias. La interferencia máxima será igual a la diferencia entre
Figura 48
la medida máxima admisible de! eje
y la medida mínima admisible del agujero; la interferencia mínima, será
igual a la diferencia entre la medida mínima admisible de! eje y la medida .
máxima admisible del agujero. En la figura 48 pueden verse gráficamente
el significado de la interferencia máxima y mínima.
- 644-
Escogiendo adecuadamente las tolerancias puede lograrse encajes en
serie de las características de ajuste que se deseen.
Para simplificar el empleo de las tolerancias, los valores de éstas se
han normalizado, formando sistemas de tolerancias, de ellos, el más empleado por los constructores de maquinaria europeos, es el Sistema Internacional ISA.
TOLERANCIAS ISA
A fin de unificar las normas de tolerancias existentes en los distintos
países, se ha elaborado un sistema internacional, llamado Sistema de Tolerancia ISA, del cual se toman los datos siguientes :
1.° La temperatura de referencia para medidas lineales es la de 20°
centígrados.
2.° Sistema ISA de tolerancias comprende las de las dimensiones nominales entre uno y 500 mm , dividiendo estas medidas en grupos y subgrupos, cuyos límites son los números de la siguiente serie :
1 —3—6—10—14—1 8—24—30—40—50—65—80—100—120—140—
160—180—200—225—250—280—315—335—400—450—500.
3.° Para cada grupo de dimensiones, el sistema de tolerancias ISA
establece 16 grupos de tolerancias (llamados de calidad de elaboración o
simplemente calidad) y se designan por IT 1 a IT 16 (IT significa I = ISA
y T = Tolerancia).
4.° Los valores de las tolerancias fundamentales en micrones para
las calidades de 1 a 16 y para las distintas dimensiones se dan en la
tabla 17.
5.° Además del valor de la tolerancia, las normas ISA determinan su
posición con respecto a la línea de cero (que corresponde a la dimensión ,
nominal); para indicar estas posiciones se emplean letras mayúsculas para
los agujeros y minúsculas para los ejes (fig. 49). La posición del campo
de tolerancia queda determinado por la diferencia nominal o inferior con
respecto a la línea de cero. A esta diferencia se le da el nombre de diferencia de referencia y en la tabla 18 se dan los valores de la diferencia nominal superior para los ejes en las posiciones de las tolerancia de a a h y
las diferencias inferiores para los agujeros en las posiciones A a H; los valores anotados deben señalarse con signo negativo (—) para los ejes y
positivos ( + ) para los agujeros.
6.° Según lo expuesto, un campo de tolerancia vendrá perfectamente
-645-
TABLA 18
VALORES DE LA POSICIÓN DE LA TOLERANCIA
Grupo
Ejes
a
b
Posición
d
e
c
en mm
Agujeros
A
B
C
más de
1 hasta
3
270 140
6
más de
3 hasta
6
270 140
70
más de
6 hasta
10
280 150
80
más de
10 hasta
18
290 150
95
H
e
h
D
E
F
G
H
20
14
7
3 0
30
20
10
4 0
40
25
13
5 0
50
32
16
6 0
20
7 0
más de
18 hasta
30
300 160 110
65
40
más de
30 hasta
40
310 170
120
80
50
25
9 0
más de
40 hasta
50
320 180
130
80
50
25
9 0
más de
50 hasta
65
340 190
140
100
60
30
10
0
más de
65 hasta
80
360 200
150
100
60
30
10
0
más de
80 hasta 100
380 220 170 120
72 26 12 0
18O
120
72 36 12 0
200
145
85 43 14 0
85 43 14 0
más de 160 hasta 180
520 280 210 145
230 145
580 310
más da 180 hasta 200
660
340
más de 200 hasta 225
740
380
más de 225 hasta 250
820
420
aás de 250 hasta 280
920
480
más de 280 hasta 315
1050
540
más de 315 hasta 355
1200
600
más de 355 hasta 400
1350
630
más de 400 hasta 450
1500
760
más de 450 hasta 500
1650
840
más de 100 hasta 120
410 240
más de 120 hasta 140
460 260
más de 140 hasta 160
647—
85 43
14
0
240
170
100
50
15
0
260
170
100
50
15
0
280
170
100
50
15
0
300
190
110
56
17
0
330 190 110 56 17 0
0
360
210
125
62
18
400
210
125
62
18 0
440
230
135 68 20 0
480
230
135 68 20 0
Figura 49
determinado en valor y posición por las normas ISA y se designa por el
número de calidad y la letra de la posición.
Para buscar una tolerancia en las tablas ISA ha de tener usted siempre
en cuenta que cuando la letra que indica la posición está por debajo de la
línea cero, (figura 49), el valor de la tabla llevará el signo — (menos),
o sea, que dicho valor habrá de restarlo del valor de la dimensión nominal
de la pieza y, por el contrario, si está por encima de la línea cero llevará el
signo + (más). En los agujeros la letra indica el diámetro mínimo y en
los ejes el diámetro máximo.
Vea usted un ejemplo:
Supongamos un agujero de 60 mm de diámetro con tolerancia H7; la
letra H indica la posición y el número 7 la calidad. Así pues el valor de
la tolerancia según las tablas ISA será:
En primer lugar debe fijarse que la letra H está por encima de la línea
-648—
cero en la figura 49, luego los valores de las tablas llevarán el signo +
(más). Ahora procederemos de la siguiente forma:
En la primera columna de la izquierda de la tabla 17 se busca el diámetro correspondiente de la pieza, que en este caso está comprendido
donde se indica de 50 a 80; siguiendo la línea horizontal, cuando llegamos
a la columna IT 7 encontramos el número 30, lo cual quiere decir que la
calidad será de 30 micrones (0,030 mm). Ahora en la tabla 18 se ve
que para la posición H (última columna de la derecha) la posición es cero.
Luego la tolerancia correspondiente a 60H7 será: 60 + cero y 60 + 0,030
milímetros. Es decir, que el agujero tendrá que construirse entre las dimensiones 60 y 60,030 mm. El valor de la tolerancia se indica así:
+ 0,03
60
+ 0,03
o bien
+ 0
60
—0
puesto que al tratarse de cero el valor es el mismo.
Otro ejemplo para que acabe de verlo más claramente.
Buscar las dimensiones entre las que debe construirse un eje de 40 mm
de diámetro con tolerancia d 12 (40 d 12). El valor de la misma será:
según la tabla 17 para un diámetro de 40 el valor de la calidad (IT 12)
será 250 micrones (0,250 mm); como la letra d de la figura 49 está por
debajo de la línea cero dicho valor llevará el signo menos. Ahora en la
tabla 18 vemos que el valor de la posición d será de 80 micrones (0,080
milímetros) y también llevará el signo menos; luego tenemos que el diámetro máximo del eje será 40 — 0'080, o sea 39'920 y el diámetro mínimo
será 39'920 — 0'250; o sea 39'670 mm. Esta tolerancia se indicará así:
— 0'080
40
— 0'330
Otro ejemplo:
Se trata de hallar las dimensiones a que debe construirse un agujero
de 25 mm de diámetro con tolerancias F5. Como se trata de un agujero
y la letra F está por encima de la línea cero en la figura 49, las tolerancias
llevarán el signo + ; esto significa que el agujero debe construirse a una
medida mayor que su valor nominal, en este caso mayor que 25. Primero,
en la tabla 18 hallaremos la posición. En la primera columna de la izquierda
de la tabla 18 se busca el diámetro correspondiente de la pieza, que en este
caso está comprendido entre 18 a 30, y siguiendo la línea horizontal llegamos a la columna F, donde encontramos el número 20, lo cual indica que la
posición se halla 20 micrones por encima del diámetro nominal. Estos 20
• 649—
micrones convertidos en milímetros serán: 20:1000 = 0'020 mm. Luego
tendremos que la dimensión mínima del agujero será 25 + 0'020 mm.
Ahora en la tabla 17, siguiendo el mismo procedimiento encontramos que
para un diámetro de 25 en la columna IT5 encontramos el número 9. Estos
9 micrones convertidos en milímetros equivalen a 0'009 mm. Luego tenemos que la calidad es 0'009 mm y también llevará el signo +. Por tanto,
el agujero deberá construirse a una medida comprendida entre 25'020
como mínimo y 25'029 como máximo, puesto que 0'020 + 0'009 = 0'029.
La tolerancia se expresa de la siguiente manera:
+ 0'029
25
+ 0'020
Habrá podido usted observar que en las tablas solamente se indican
las tolerancias desde las letras A-a hasta la H-h, esto es debido a que, como
usted puede darse cuenta, las letras siguientes hasta la zeta corresponden
a casos en que el eje sería mayor que el agujero, es decir, casos con
interferencias, y los valores se hallan siguiendo una serie de cálculos bastante complicados y que no incluimos en esta lección porque sale fuera de
los límites del curso y porque interferencias, y para éstos no existen tablas
de tolerancia y consideramos que un Maestro Tornero difícilmente se encontrará en casos semejantes.
FORMA DE EJECUTAR LOS ENCAJES CON UN SISTEMA DE TOLERANCIAS
Para ejecutar los encajes con distinto grado de ajuste y empleando un
sistema de tolerancias, pueden utilizarse dos formas o sistemas: uno, es
utilizar siempre una posición fija de la tolerancia para todos los ejes o
piezas macho, variando la posición de la tolerancia de los agujeros, para
lograr los distintos ajustes; a esto se llama sistema de ajuste de eje único;
el otro sistema consiste en utilizar una posición fija para las tolerancias
de los agujeros y lograr distintos grados de ajuste, variando la posición de las tolerancias de los ejes, llamándose a este sistema de agujero
único.
En el sistema de tolerancias ISA cuando se emplea el sistema de ajuste
de eje único, la tolerancia del eje o pieza macho está siempre en posición h,
-650-
y si se emplea el sistema de ajuste de agujero único, la tolerancia de los
agujeros está siempre en posición H.
El utilizar como sistema de ajuste el de eje único o el de agujero único
depende casi siempre de la finalidad de la máquina que se fabrica. La
fabricación con el sistema de ajuste de agujero único resulta menos costosa que con el sistema de eje único pero, en cambio, los productos fabricados suelen ser más costosos de reparación. En líneas generales, puede decirse que el sistema de ajuste por agujero único se emplea para la
construcción de máquinas herramientas y vehículos, mientras que el de
eje único es empleado para mecánica fina, máquinas eléctricas, máquinas
agrícolas y transmisiones.
TIPOS DE ENCAJE
Teniendo en cuenta las tolerancias, los encajes se clasifican en :
Móviles, si cualquiera que sean
las dimensiones efectivas dentro de
las tolerancias las piezas que constituyen el encaje presentan siempre un
cierto juego (fig. Al).
Estables, si las piezas que constituyen el encaje presentan siempre
una cierta interferencia (fig. 48).
Indeterminados, si las tolerancias
son tales que las piezas pueden presentar juego o interferencia indistintamente (fig. 50).
Figura 50
EMPLEO DE LOS DISTINTOS ENCAJES
Los distintos encajes se emplean según las condiciones de funcionamiento de' las piezas encajadas. Para el empleo de los encajes móviles
debe tenerse en cuenta la precisión de guía del eje, la capacidad de contacto del soporte, las condiciones de la marcha y las temperaturas de funcionamiento.
Las normas ISA recomiendan :
—651—
Ejes g en agujeros H o ejes h en agujeros G, para obtener una buena
guía del eje en el agujero.
Ejes f, e, d, en agujeros H, o ejes h, en agujeros F, E, D, para reducir
al minimo los frotamientos y obtener una capacidad de contacto máxima,
en el caso DE funcionamiento a temperaturas que no difieren mucho de
la fabricación.
Ejes c, b, a, en agujeros H, o ejes h, en agujeros C, B, A, para lograr
una marcha tranquila y reducir al mínimo las pérdidas por rozamiento,
en el caso de máquinas de gran velocidad o cuya temperatura de funcionamiento sea notablemente superior a la de fabricación.
os encajes móviles en que las piezas giran sólo de vez en cuando,
no efectúan la rotación completa o tienen movimientos de oscilación, etc.,
se pueden escoger todos los tipos de ejes y agujeros, según las condiciones del funcionamiento.
Los
encajes indeterminados más usuales son los de ejes con posición
de tolerancia j, k, m,n, con agujeros H, y los agujeros con posición de
tolerancia J,K,M,N con los ejes h.
Como directrices para su empleo pueden tomarse las siguientes :
Para
piezas que deban desplazarse unas con respecto de otras o desmontarse con frecuencia a mano o con ligera presión, ejes j en agujeros H
o ejes h en agujeros J.
Para
las piezas que deben asegurarse contra su rotación recíproca y
deban montarse sin excesivo esfuerzo ejes k con agujeros H y ejes h con
agujeros K.
piezas aseguradas contra la rotación y que se monten bajo presión, pueden tomarse los ejes m y n, con agujeros H, y los ejes h, con
los agujeros M y N.
La elección de los encajes estables es más compleja en general; se
recomienda el encaje de ejes h, con agujeros P, R, S, T, U, y de agujeros
H, con ejes p, r, s, t, u. Sólo en casos muy especiales, en que se requiera
una interferencia especialmente elevada, emplearán los ejes h y agujero H
con los agujeros V, X, Y, Z y los ejes v, x, y, z, respectivamente.
técnica torneado
LECCIÓN
CONDICIONES DE CORTE
Para que el torneado sea económico hay que tener en cuenta diversos elementos que influyen en la operación. Estos elementos son el torno
y la herramienta empleados, la sección de viruta y la velocidad de corte.
Por lo que respecta al torno empleado, difícilmente podrá ser resultado
de una libre elección. Lo más probable es que usted se vea obligado a
trabajar en un torno determinado. No obstante, interesa indicar este punto
para considerarlo siempre que exista la posibilidad de elegir la máquina.
Ya vio en la lección anterior las diversas consideraciones que pueden
hacerse sobre la conveniencia de escoger una u otra herramienta por lo
que respecta al material con que están construidas. (La forma viene obligada por el tipo de trabajo a realizar).
La velocidad de corte y el avance elegidos deciden, ¡unto con la elección de la herramienta, las condiciones de corte.
Pese a los completísimos estudios científicos realizados para establecer
las condiciones ideales de corte, son tantos los factores que influyen que
es difícil establecer sobre el papel las condiciones exactas en que puede
efectuarse un determinado trabajo de torneado. Sin embargo, los estudios
citados nos permiten proporcionarle a usted unas normas que le sirvan
-653-
de orientación general para saber a qué atenerse en cada uno de los
problemas que se le plantean.
El rendimiento de un torno y, en consecuencia, su producción, se refiere siempre, como característica del mismo, al volumen de viruta arrancada por la herramienta en un tiempo dado, antes de su primer reafilado.
Generalmente se considera el número de decímetros cúbicos de viruta
arrancada en una hora.
Vea usted enumeradas a continuación las distintas condiciones que deciden la producción de una herramienta de corte :
1. Tipo de trabajo a realizar
2. Material a trabajar
3. Material de la herramienta
4. Torneado con refrigerante o sin él
5. Potencia del torno
Estas cinco condiciones pueden considerarse como fijas, es decir, que
no las podemos variar, pues las cuatro primeras nos vienen impuestas por
la operación en sí y la 5.a por el torno en que se efectúa.
ó. Clase y solidez de la Fijación de la pieza
7. Colocación de la herramienta.
Estas dos pueden variarse, pero dentro de los límites fijados por la
forma y el material de la pieza y el tipo de trabajo a realizar. Es evidente
que la forma de fijación de la pieza y la fuerza con que podrá sujetarse
deben estar de acuerdo con la forma de la pieza, solidez, acabado de sus
superficies, etc. Asimismo, la clase y colocación de la herramienta dependerán de la operación, constituyendo una desventaja si no se ajusta a las
normas que usted estudió en la lección 6. Como ejemplo le diremos que
ésta es la causa de que las velocidades de corte en el mandrinado sean
siempre inferiores a las de cilindrado para una misma pieza y fijación.
Las condiciones que usted más puede variar en el torno, combinándolas en la mejor forma posible, a fin de obtener un máximo rendimiento son
las tres últimas, que citamos a continuación :
8. Profundidad de pasada
9. Avance.
10. Velocidad de corte.
PROFUNDIDAD DE PASADA Y AVANCE
Se denomina profundidad de pasada a la diferencia p; expresada en
milímetros de los dos radios de la pieza, antes y después del paso de la
herramienta. Observe usted, de acuerdo con esta definición, la figura 418.
-654-
Avance es el desplazamiento longitudinal o transversal de la herramienta durante una vuelta del eje
principal o árbol de trabajo. Este valor a (fig. 418) se expresa siempre
en milímetros.
Para comprender mejor esta definición diremos que en el roscado el
paso que va tallando la herramienta
es un avance más o menos largo.
La profundidad de pasada y el
avance determinan, tal como usted
estudió en la lección anterior, la sección de la viruta en mm.3
Figura 418. — P = profundidad de
pasa; a = avance
La sección de viruta no modifica,
pues, más que en pequeña proporción la producción de la máquina-herramienta, ya que, en realidad, tanto el avance como la profundidad de pasada
pueden ser variados dentro de unos límites muy estrechos.
De lo dicho se deduce que la principal condición que decide la producción es la velocidad de corte.
Vea indicada en la tabla 19 la máxima sección de viruta que puede
arrancarse,con una herramienta cuyo mango sea de dimensiones normalizadas y las fórmulas para el cálculo de la sección máxima de viruta que
puede cortarse según las dimensiones de la pieza.
VALORES DE LA SECCIÓN DE VIRUTA
TABLA 19
CAPACIDAD DE TRABAJO DE LAS CUCHILLAS NORMALIZADAS
Sección de viruta
en mm
1-3
Cuchilla rectangu14x 18
lar en mm
Cuchilla cuadrada
15 x 15
en mm 3
2-5
5-10
10-40
16 x 25
20 x 30 25 x 40
20x20
25 x25
—655—
32x32
14-18
18-25
30x50
40 x 60
40 x 40 50x50
VALORES PRÁCTICOS MÁXIMOS DE LA SECCIÓN DE VIRUTA PARA
PIEZAS CILINDRICAS. MONTADAS ENTRE PUNTAS SEGÚN ANDRONIU
D3
Piezas cortas
S mm
L < 8 D
2
— 0,032
L
D5
Piezas largas :
L > 8 D
S mm
2
=
2
L3
VELOCIDAD DE CORTE
Es sabido que todos los materiales no se prestan a ser cortados en el
torno con la misma facilidad. Cuando menos duro es un material, más fácil es de ser cortado, puesto que precisamente de la dureza depende la
mayor o menor facilidad de arrancamiento de la viruta.
Usted ya sabe qué se entiende
por velocidad; en la lección 3 de CONOCIMIENTOS GENERALES estudió
este concepto. Fíjese ahora en la siguiente definición:
Velocidad de corte es el desplazamiento en metros por minuto de
los puntos situados en la periferia
(superficie exterior) de la pieza, ante Figura 419. — Velocidad de corte.
Recorrido del punto P, de la periferia
la punta de la herramienta.
de la pieza, en cada vuelta completa.
Vea usted en la figura 419 la representación del espacio que, recorrido en la unidad de tiempo (1 minut o ) , forma la velocidad de corte en metros por minuto.
El recorrido en metros del punto P para cada vuelta de la pieza se
halla multiplicando el diámetro D en milímetros, por 3'14 (siempre este
número) y dividiendo el resultado por 1.000 tal como se indica en la
siguiente f ó r m u l a :
Recorrido en metros =
D X 3'14
—
1.000
—656-
Conocido el número n de vueltas que la pieza da por minuto, la velocidad de corte en metros por minuto será, de acuerdo con la fórmula
anterior:
D X 3'14 X n
Velocidad de corte =
1.000
Teniendo en cuenta que las velocidades de corte admisibles y recomendadas vienen dadas siempre en tablas en las que se consideran los materiales a trabajar y la clase de operación a efectuar (desbaste, acabado,
refrentado, roscado, etc.) lo que prácticamente le interesa al tornero es
hallar la velocidad de rotación del eje principal, es decir, la marcha en
rpm a que debe poner el torno para que corresponda a la velocidad de
corte elegida.
Conocida la velocidad de corte por las tablas y conociendo también
el diámetro en milímetros de la pieza a mecanizar, la velocidad de rotación se calcula según la siguiente fórmula :
V X 1000
N =
3'14 X D
En esta fórmula la letra N significa la velocidad de rotación del eje
principal en rpm, la letra V representa la velocidad de corte en metros
por minuto y la D, el diámetro de la pieza a tornear en milímetros.
Ejemplo:
Se ha de tornear a desbaste un eje de acero al cromo de Ø 40 mm
(resistencia = 90 Kgs/mm2) con una herramienta de carburo metálico.
Calcular la velocidad de rotación que corresponda a esta operación.
Según se ha hallado en tablas le corresponde una velocidad de corte de
100metros por minuto; así pues, sustituidas las letras por los valores respectivos en este caso particular y efectuadas las multiplicaciones y la división
indicadas resulta:
100X 1000
N =
100000
=
3'14X40
= 796 rpm
125,6
-657—
El eje principal ha de girar, por consiguiente, a 796 revoluciones por
minuto. Difícilmente coincidirá esta velocidad con ninguna de las indicadas
en la tabla de velocidades del torno en que usted trabaje.
Figura 420. — Torno CUMBRE 022.
Suponga usted que se trata por ejemplo del torno de la figura 420.
Vea en la figura 421 la tabla de velocidades de dicho torno que va colocada en el cabezal. Compruebe que en ella se indican 16 velocidades distintas con las correspondientes advertencias para seleccionarlas. Compruebe asimismo, que no hay ninguna velocidad que sea la hallada por el
cálculo efectuado. Lo que hará usted será escoger la velocidad inferior más
aproximada. Por lo tanto, la velocidad elegida en este caso será la de
768 rpm.
—658—
VELOCIDADES SERIE RÁPIDA
166
(09
253
72
IZ0UIERDA
654
996
432
1518
CORREA DEL MOTOR
TORNO
REDUCIDAS
DIRECTAS
022
MODELO
CORREA DEL MOTOR
195
1170
VELOCIDADES
A LA
DERECHA
55
I2S
84
53O
504
768
SERIE NORMAL
REDUCIDAS
DIRECTAS
Figura 421. — Tabla de velocidades del torno CUMBRE 022.
Se escoge siempre la velocidad inferior más inmediata con el fin de
disponer de un margen de seguridad para la velocidad de corte, pues al
poner un número de revoluciones de distinto valor varía, claro está, la velocidad asignada en un principio y de este modo, tomando una velocidad
inferior se tiene siempre la certeza de no sobrepasar nunca el límite elegido de antemano.
Con la fórmula vista anteriormente para el cálculo de la velocidad
de corte.
D X 3,14 X n
V =
1000
podremos calcular esta variación en el ejemplo que acabamos de estudiar
40 X 3,14 X 768
V =
96460,8
=
1000
= 96,46 m/minuto
1000
Por consiguiente con la velocidad de rotación elegida tenemos un
margen de seguridad para la velocidad de corte de 100 — 96,46 = 3,54
metros por minuto.
-659-
El número de revoluciones por minuto puede hallarse también con el
empleo de otra fórmula deducida de la que nos hemos servido para resolver el ejemplo que usted ha estudiado :
318 X V
N=
D
Compruebe que con el empleo de esta fórmula el cálculo del mismo
ejemplo resulta simplificado y que la diferencia del resultado no tiene importancia alguna:
Figura 422. — Cuenta revoluciones; 1, escala indicadora de las centenas, decenas y unidades; 2, escala indicadora de los miles; 3, aguja indicadora; 4, botón
de puesta en marcha; 5, botón de retorno; 6, punta que se pone en contacto con
la pieza.
—660—
318 X 100
N =
31800
=
40
= 795 rpm
40
Cuando se trabaja con velocidades extremas es necesario comprobar
las velocidades reales del torno con las indicadas en la tabla. Quede entendido que al decir velocidad real nos referimos a la que en verdad lleva
el eje principal cuando el torno está instalado definitivamente en su lugar
de trabajo y conectado su motor a la red general o a la transmisión principal ,si es que va con correas.
La velocidad real se mide con unos
aparatos llamados tacómetros o cuenta-revoluciones. Vea en la fig. 422 uno
de estos aparatos y en la figura 423
la forma de emplearlo.
Fácilmente se comprende la ne-cesidad de esta comprobación si se Figura 423. — Forma de utilizar el
cuenta-revoluciones.
considera que las velocidades indicadas en la tabla son casi siempre teóricas es decir, resultado de los cálculos
efectuados al proyectar el torno suponiendo unas condiciones determinadas de alimentación y que cualquier variación en la velocidad de la transmisión principal si el torno es de correas, o en la tensión de la línea eléctrica, en los tornos con motor acoplado independiente, puede hacer variar
la gama de velocidades por debajo o por encima de las indicadas en la
tabla.
Interesa señalar que no deberían admitirse variaciones superiores a
un 5 % del valor indicado en las tablas.
CALCULO DE LA VELOCIDAD DE ROTACIÓN
POR MEDIO DE GRÁFICOS
En la práctica de taller suele disponerse de unos gráficos que simplifican mucho el cálculo o que lo eliminan por completo.
Vea en la figura 424 un gráfico de este tipo. Fíjese que este gráfico
está formado por un encasillado de líneas horizontales y verticales cruzado por unas líneas inclinadas. Las líneas horizontales representan velocidades de corte, las líneas verticales diámetros de las piezas en mm y las
líneas inclinadas las velocidades de rotación del torno. De esta forma
quedan representadas las distintas velocidades de rotación que correspon—661—
0
50
100
150
200
250
300
350 400
Diámetro de la pieza en m/m.
Figura 424. — Gráfico para el cálculo de la velocidad de rotación.
den a los distintos diámetros de las piezas y a las correspondientes velocidades de corte, tal como comprenderá usted con el siguiente ejemplo:
Hallar el número de revoluciones para una pieza de 150 mm de diámetro de acero ordinario (Resistencia — 75 kgs/mm2) empleando una herramienta de acero rápido. Según las tablas, le corresponde una velocidad de corte de 15 metros por minuto.
Se busca la línea correspondiente a la velocidad de corte de 15 m/min,
y se sigue hasta encontrar la línea vertical que corresponde al diámetro
de 150 mm. El punto donde se cortan señala en las líneas inclinadas el
número de revoluciones. Observe que el punto en que se cortan y que
se ha señalado con la letra A está situado entre 26 y 37 de forma que le
correspondería una velocidad intermedia, pero al no disponer de ella, se
pone la de 26.
- 662—
Compruebe ahora que se obtiene el mismo resultado operando según
ha estudiado anteriormente:
318 X V
N=
318 X 15
=
D
= 32 rpm aproximadamente
150
Habrá observado usted que el gráfico de la figura es para una gama
de 8 velocidades con límite inferior de 26 rpm y superior de 296 rpm,
sirviendo por lo tanto, solamente para tornos de la misma gama.
Muchas casas constructoras equipan sus tornos con gráficos semejantes, que si bien difieren en la manera que están dispuestos, todos se utilizan de igual forma.
ELECCIÓN DE LA VELOCIDAD
Aunque para la mayoría de los casos puede elegirse la velocidad de
corte en las tablas que usted va a estudiar a continuación, hay veces que
deben considerarse algunas de las condiciones que influyen en su elección debiendo entonces disminuirla de acuerdo con su influencia.
La elección de la velocidad de corte depende principalmente de las condiciones siguientes:
1.° — De la resistencia y otras propiedades físicas y químicas del material
que se trabaja.
Cuanto mayor es la resistencia, menor debe ser la velocidad elegida.
Dado que el trabajo de corte produce una gran cantidad de calor, si el
material no es buen conductor del mismo, también limita la velocidad de
corte.
2.° — De la sección de viruta (avance X profundidad ).
Para una misma sección de viruta, la velocidad será tanto mayor cuanto mayor sea la profundidad y menor el avance.
3.° — Del desgaste, duración, resistencia y grado de finura de la herramienta.
Cuando hay interés especial en prolongar al máximo la duración de
la herramienta debe reducirse la velocidad.
- 663—
4.° — De la finura del trabajo a obtener.
Caso de querer obtener un alisado muy fino ha de aumentarse la velocidad al máximo y reducir el avance a un mínimo aún a costa de reducir
la sección de viruta.
5.° — De la refrigeración empleada.
Un refrigerante adecuado acelera el enfriamiento de la pieza y de la
herramienta. Permite aumentar la velocidad en los acabados y aumentar al
mismo tiempo el grado de alisado de la superficie.
ó.° — De la rigidez de la pieza y de su fijación.
Una relación anormal entre el diámetro y su longitud al aire hace que
deba reducirse la velocidad.
VELOCIDADES DE CORTE (Vo) PARA HERRAMIENTAS DE ACERO
FUNDIDO Y DE ACERO RÁPIDO (14 a 18 % T)
TABLA 20
— 664—
MATERIAL A TRABAJAR
Calidad
Widia
CONDICIONES DE CORTE PARA HERRAMIENTAS
DE METAL DURO
Velocidades
Extremas.
Profundidad de
Pasada.
Avances máximos
TABLA 2T
Valores medios de Vo en
Metros/minuto
Desbaste
Afinado
ACEROS ORDINARIOS
S1
S2
V
V
P
a
200 - 350
60 - 200
1 - 8
0.2 - 1
200 a 250 m.
60 a 150 m.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm.
250 a 350 m.
150 a 200 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
S1
S2
V
V
160 - 250
45 - 200
1 - 8
0.2 - 1
160 a 200 m.
45 a 160 m.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm
200 a 250 m.
70 a 200 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
40 - 50 Kgs/mm 2
p
a
5 0 - 6 0 Kgs/mm 2
V
V
p
a
V
V
P
a
140 - 210
40 - 160
1 - 8
0.2 - 1
140 a 160 m.
40 a 140 m.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm.
160 a 210 m.
50 a 160 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
120 - 160
35 - 150
1 - 8
0.2 - 1
120 a 140 m.
35 a 140 a.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm.
140 a 160 m.
45 a 150 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
S1
S2
V
V
P
a
80 - 140
25 - 110
1 - 8
0.2-1 .
80 a 110 m.
25 a 80 m.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm.
110 a 140 m.
35 a 110 m.
aprox. 1 mm.
máx.'0.2 mm.
S1
S2
V
V
P
a
70 - 110
25 - 90
1 - 8
0.2 - 1
70 a 90 m.
25 a 75 m.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm.
90 a 110 m.
30 a 90 m.
aprox 1 mm.
máx. 0.2 mm.
S1
32
V
V
P
a
50 - 90
20 - 60
0.5-8
0.2 - 0.5
50 a 60 m.
20 a 50 m.
5 a 8 mm.
máx. 0,5 mm.
60 a 90 m.
25 a 60 m.
aprox 0. 5mm.
máx. 0.2 mm.
S1
S2
V
V
P
a
70 - 120
30 - 90
1 - 7
0.2-1
70 a 90 m.
30 a 70 m.
4 a 7 mm.
máx. 1 mm.
90 a 120 m.
35 a 90 m.
aprox. 1 mm.
máx.. 0.2 mm.
S1
S2
V
V
P
a
15 - 45
1 - 8
0.2 - 0.5
3 a 8 mm.
0.3 a 0.5 mm.
aprox 1
máx 0.2
V
V
P
a
90 - 140
30 - 110
1 - 8
0.2-1
90 a 120 m.
30 a 95 m.
5 a 8 mm.
máx. 1 mm.
100 a 140 m.
-45 a 110 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
SI
S2
60 - 70 Kgs/mm 2
S1
S2
70 - 85 Kgs/mm 2
ACERO AL CROMO
85 - 100 Kgs/mn?
ACERO AL NÍQUEL
100- 140 Kgs/mm 2
ACERO AL MOLIBDENO
140-160 Kgs/mm 2
ACERO INOXIDABLE
60 - 70 Kgs/mm 2
ACERO DURO AL 12% DE
MANGANESO
ACERO MOLDEADO
30 - 50 Kgs/mm 2
S1
S2
—665—
15 a 35
m.
35 a 45
m.
mm.
mm.
Widia
MATERIAL A TRABAJAR
Calidad
]
TABLA 21 (Continuación]
Velocidades
Extremas.
Profundidad de
Pasada.
Avances máximos
Valores medios de Vo en
metros/minuto
Desbaste
Afinado
G1
V
P
a
65 - 140
1 - 5
0.2 - 2
65 a 95 m.
5 a 10 mm.
aprox. 1 a 2mm.
95 a 140 m.
aprox.1 mm.
máx.0,2 m.
H1
V
P
a
45 - 110
1 - 10
0.2-2
45. a 75 m.
5 a 10 mm.
aprox. 1 a 2mm.
75 a 110 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
H1
V
P
a
1 - 10
0.2-2
35 - 75
35 a 55 m.
5 a 10 mm.
aprox. 1 a 2mm.
55 a 75 m.
aprox. 1 mm.
máx. 0.2 mm.
FUNDICIÓN ENDURECIDA
H1
V
P
a
10 - 25
1 - 6
1 - 3
10 a 15 m.
3 a 6 mm.
aprox. 2 a 3 mm.
15 a 25 m.
aprox. 1 mm.
máx. 1 mm.
FUNDICIÓN MALEABLE
H1
V
P
a
60-95
. 1-4
0.2-2
60 a 75 m.
2 a 4 mm.
aprox. 1 a 2mm.
75 a 95 m.
aprox.1 mm.
máx. 0.2 mm.
COBRE Y SUS ALEACIONES
G1
V
P
a
320 - 570
0.2 - 5
0.2 - 1
320 a 370 m.
aprox. 5 mm.
aprox. 1 mm.
370 a 570 m.
aprox.0.2mm.
aprox.0.2mm.
G1
V
P
a
270 - 450
0.2-5
0.2-1
270 a 370 m.
aprox. 5 mm.
aprox. 1 mm.
370 a 450 m.
aprox.0.2mm.
aprox.0.2mm.
G1
V
P
a
350 - 650
1 - 8
0.2 - 1
350 a 550 m.
5 a 8 mm.
aprox. 1 mm.
550 a 650 m.
aprox. 1 mm.
aprox.0.2mm.
G1
V
P
a
140 - 380
0.2 - 1
140 a 280 m.
5 a 8 mm.
aprox. 1 mm.
280 a 380 m.
aprox. 1 mm.
aprox.0.2mm.
G1
V
P
a
1500-2000
1 - 8
0.2-1
1500 m.
5 a 8 mm.
aprox. 1 mm.
2000 m.
aprox. 1 mm.
aprox 0.2mm.
G1
V
p
a
100 - 250
1 - 8
0.2-1
100 a 180 m.
5 a 8 mm.
aprox. 1 mm.
180 a 250 m.
aprox. 1 mm.
aprox. 0.2mm.
G1
V
P
a
220 - 400
1 - 8
0.2-1
220 a 320 m.
5 a 8 mm.
aprox .1 mm.
320 a 400 m.
aprox. 1 mm.
aprox.0.2 mm
G1
V
p
200 - 400
0.5 a 3 mm.
0.3 a 0.5mm.
200 a 300 m.
1 a 3 mm.
0.3 a 0.5 mm.
300 a 400 m.
0.5 a 1 mm.
0.3 a 0.5mm.
FUNDICIONES
Hasta 180 Brinell
180 - 250 Brinell
250 - 400 Brinell
Cobre
Cobre y mica
(colectores eléctricos)
Latón
Bronce
METALES LIGEROS
Aluminio
Alpaca
Duraluminio
MATERIALES AISLANTES
Ebonita
a
-666-
MATERIAL A TRABAJAR
Calidad
Widia
TABLA 21 (Continuación)
Velocidades
Extremas.
Profundidad de
Pasada.
Avances máximos
G1
V
P
a
80 - 300
0.5 a 3
0.3 a 0.5
80 a 160 m.
1 a 3 mm.
0.3 a 0.5mm.
160 a 300 m.
0.5 a 1 mm.
0.3 a 0.5mm.
H1
V
p
a
40 - 110
0.1 a 3
0.1 - 0.4
40 a 70 m.
1 a 3 mm.
aprox. 0,4mm.
70 a 110 m.
0.1 a 0.2mm.
0.1 a 0.2mm.
H1
V
P
a
8 a 30
0.5 a 1
0.2 a 0.5
8 a 24 m.
0.5 a 1 mm.
aprox 0.5mm.
15 a 30 m.
máx. 0.5 mm.
aprox 0.2mm.
H1
V
P
a
25 - 45
H1
V
P
a
Baquelita
MATERIAS DIVERSAS
Vidrio
Porcelana
Marmol
Granito
4-12
1 a 4
1 a 2.5
Valores medios en Vo en
metros/minuto
Desbaste
Afinado
25 a 35 m.
35 a 45
(a ser posible a mano)
4 a 6 mm.
máx. 4 mm.
máx. 2.5 mm.
m.
8 a 12 m.
máx. 1 mm.
máx. 1 a 2mm.
VELOCIDAD DE MENOR DESGASTE
En las tablas 20, 21 y 22 se indican las velocidades de corte que permiten obtener la máxima producción (Pm) con la herramienta, antes de
proceder a su reafilado y siempre en las mejores condiciones.
Esta velocidad, igualmente óptima cuando se trata de tornear o trabajar el mayor número de piezas ¡guales, toma el nombre de velocidad de
menor desgaste Vo.
VELOCIDAD DE CORTE PARA EL MANDRINADO
Conviene destacar que, aunque es dificilísimo determinar la velocidad
ideal de corte para una operación de mandrinado, debido a las muchas consideraciones a hacer (rigidez de la herramienta, etc.) puede indicarse como
norma general y contando con una buena fijación de la pieza y de la herramienta :
Velocidad máxima de corte para mandrinado = 3/4 de la Vo de las
tablas.
—667 —
VELOCIDADES DE CORTE PARA OPERACIONES DE
TALADRADO
TABLA 22
VELOCIDADES HE CORTE EN METROS / MINUTO
CON BBOCA
DE
ACERO RAPIDO
COK BROCA DE PUNTA DE WIDIA
MATERIAL
A
Avance por
revolución
Velocidad
Calidad
Widia
metros/1'
TALADRAR
Acero h a s t a 7 5 K g s / m m 2
S-3
40-50
0.015
X0
24
Acero 7 5 - 1 1 0 Kgs/mm 2
S-3
25-35
0.01
xØ
16
x 0
8
S-3
20-25
0.006
A c e r o mas de 140 Kgs/mm 2
S-3
15-20
0.005
X0
6
Acero fundido hasta
50 Kgs/mm2
S-3
40-50
0.01
X0
18
Acero fundido más de
70 Kgs/mm2
3-3
25-35
0.01
X0
12
Fundición g r i s hasta
200 Brinell
G-1
60-75
0.02
X0
20
Fundición g r i s más de
200 Brinell
H-1
'30-40
0.02
X 0
Bronce y latón
G-1
0.02
X0
0.03
0.02
XØ
X 0
A c e r o 110-140 Kgs/mm
2
80-100 .
15
Bronce 38
Latón 80
100
Metales ligeros
G-1
Aleaciones aluminio
G-1
100-200
60-80
Materiales p l á s t i c o s
G-1
80-100.
0.015
X 0
Acero inoxidable
S-1
30-40
0.01
X0
6
M e t a l Monel
S-1
50-80
0.015
X0
12
80
26
Para l a s brocas hasta 8 mm. de diámetro, hacer el avance a mano
VELOCIDAD DE CORTE PARA EL TRONZADO
TABLA 23
Acero
Acero
30-45
45-75
Fundi-
Kg/mm2
Kg/mm2
ción
Acero fundido
10
8
5
4
20
Acero rápido
18
15
12
16
30
—668—
Fundición
maleable
Latón
Aluminio
40
80
AleaPlástico
ciones
prensamagnedos
sio
70
5
100
12
VELOCIDADES DE CORTE PARA EL TRONZADO
Aunque para esta operación también deben elegirse con precaución
según la fijación de la herramienta, su anchura, etc., indicamos en la tabla 23 unas velocidades que pueden considerarse como buenas.
El avance para esta operación casi siempre es. a mano, suele ser de
0'04 a 0´020 mm por vuelta, según la dureza del material.
DURACIÓN DE LA HERRAMIENTA
Se llama duración de la herramienta al tiempo que transcurre hasta
que debe procederse a su reafilado, es decir, hasta que se embota, o sea
que se ha producido un desgaste en su filo y éste ya no rinde. El momento, en que la herramienta se embota se caracteriza por :
a) En herramientas de acero rápido, cuando se trabaja con materiales duros, por una repentina fusión del filo.
b) Por una rotura del filo, como ocurre por ejemplo en los metales
duros, acompañada a menudo por un desprendimiento de chispas.
c) Por un desgaste de filo en la cara de incidencia o en la de ataque,
lo que sucede trabajando ciertos materiales que no pueden destruir la herramienta por rotura ni por desarrollar cierta temperatura al cortarlos;
ejemplo : los metales ligeros, el latón, etc.
Si bien el embotamiento generalmente es producido por una sola de
estas causas, también puede serlo por una combinación de los tres.
RELACIÓN ENTRE LA DURACIÓN Y LA VELOCIDAD DE CORTE
La duración de la herramienta es distinta según sea la velocidad de
corte con que se trabaja. Los estudios realizados sobre este particular han
permitido trazar el gráfico que se muestra en la figura 425. En este gráfico
la curva indica la duración de la herramienta en minutos según la velocidad de corte empleada. Puede verse en él que, a medida que disminuye
la velocidad de corte,aumenta la duración de la herramienta.
El gráfico de la figura corresponde a las herramientas de acero rápido
torneando acero de 40 a 50 Kgs/mm2 de resistencia en trabajo de des-669-
Velocidad de corte
Figura 425. — Gráfico de duración de la herramienta según la velocidad.
baste con avance de 0,4 a 0,5 mm. En estas condiciones la duración de
la herramienta es normalmente de 60 minutos y en el gráfico puede ver
que a este tiempo corresponde una velocidad de 28 metros por minuto,
similar a la velocidad Vo indicada en las tablas para este caso.
Las velocidades de corte dadas en las tablas son las de menor desgaste y a ellas corresponde una duración aproximada de una hora. Si para
realizar el trabajo se adopta una velocidad mayor o menor que la indicada
en las tablas la duración de la herramienta será menor o mayor de una
hora.
El cálculo aproximado de la duración de la herramienta, cuando se utilizan velocidades de corte diferentes a las dadas por las tablas, puede hacerse utilizando la tabla 24, de la forma siguiente :
Se divide la velocidad adoptada para el trabajo por la velocidad indicada en las tablas. El resultado de esta división es el coeficiente de corrección y la duración de la herramienta es la que corresponde a este coeficiente en la tabla 24.
Por ejemplo, si la velocidad dada en las tablas fuese 28 m/min y se
tomase 34 m/min, el coeficiente de corrección sería 34/28 = 1´2 que corresponde a una duración de la herramienta de 15' (15 minutos); si, por
el contrario se tornase para realizar el trabajo una velocidad inferior a la
indicada en las tablas, por ejemplo 22 m/ min se tendría 22/28 = 0'8
-670 -
coeficiente de corrección que corresponde a una duración de la herramienta
de 4 horas, según puede ver la tabla.
TABLA PARA EL CALCULO DE LA DURACIÓN DE
LA HERRAMIENTA
Duración de la
15 min 30 min 1 hora 2 h
herramienta
Coeficiente de
corrección
1,2
1,1
1
0,9
TABLA 24
4 h
0,8
8 h
0,7
VELOCIDAD ECONÓMICA
Ya ha visto Vd. que, si se aumenta la velocidad de menor desgaste,
disminuye la producción de la herramienta a consecuencia de su rápido
desgaste. Ahora bien, si tal aumento es limitado y el tiempo ahorrado
en el torneado de una pieza es superior al tiempo necesario para el reafilado de la herramienta, resulta interesante utilizar una velocidad particular correspondiente a un régimen económico de traba¡o. Tal velocidad
es la llamada velocidad económica Ve.
Gracias a experiencias que se han hecho, se ha demostrado que en la
mayor parte de los trabajos de torneado, para esta velocidad puede tomarse
el valor siguiente:
Ve = Vo + 1/3 Vo = 4/3 Vo
VELOCIDAD LIMITE
Más allá de la velocidad económica se alcanza una velocidad de corte
que provoca casi inmediatamente el deterioro de la herramienta. La producción se hace entonces nula. Esta velocidad, que conviene no adoptar,
toma el nombre de velocidad límite VI. Su valor, aproximadamente es:
VI = Vo + 2/3 Vo = 5/3 Vo
TORNEADO CON LUBRICACIÓN
Para ciertos metales el empleo de un fluido lubricante permite aumentar bastante las posibilidades de incrementar la velocidad de corte Vo.
Puede alcanzar el valor siguiente :
—671—
Vb = Vo + 1/2 Vo = 3/2 Vo
Más adelante en esta misma lección ampliaremos los detalles del trabajo con lubricación, e indicaremos los lubrificantes más adecuados para
cada material.
PRODUCCIÓN DE VIRUTA Y ESFUERZO
La invención de los aceros rápidos, primero, y de las herramientas de
carburo después, han permitido, como ha visto, aumentar los valores de
los elementos de corte V, a y P (velocidad, avance y profundidad).
Al principio de la lección ha estudiado Vd. que la producción de viruta en dm3 caracteriza la rapidez de corte. Esta rapidez o producción es
proporciona] a los tres elementos de corte citados.
Producción de viruta en dm3/hora = V X a X p.
Ejemplo: V = 20 m/min; a = 0,5 mm; p = 5 mm
Producción en dm3/hora = 20 X 1000 X 0,5 X 5 = 50000 mm3/min
50000 mm3/min — 50 cm3 = 0,05 dm3/min
0,05 dm 3/ min X 60' = 3 dm3/hora
El esfuerzo de corte es proporcional a la resistencia del metal, al corte
en kg ya la sección de viruta en mm2.
Esta resistencia al corte, tiene aproximadamente el valor siguiente:
K~
100 Kg para fundición.
150 Kg para el acero semiduro (resistencia = 60 kg/mm 2
y por tanto:
Esfuerzo de corte F = K X S mm2=K x a x p
POTENCIA ABSORBIDA POR EL CORTE
Vd puede encontrarse en un momento dado con la necesidad de efec—672—
tuar un torneado de desbaste de gran rendimiento con un torno de una
potencia determinada. A fin de hacer lo que hemos definido como torneado económico debe Vd conocer lo máximo que puede exigir a su
torno según la potencia que éste tenga.
La potencia en CV, útil y necesaria para efectuar el corte es proporcional :
1.º Al esfuerzo de corte F en kg
2.º A la velocidad de corte por segundo (V metros/seg).
F . kg X V metros/min
Potencia útil en CV =
75 X 60
Ejemplo: Tornear una pieza de fundición con las siguientes condiciones
de corte: V = 20 m/min, a = 0,5 mm, p = 6 mm. Calcular la potencia
útil necesaria.
F X V m/min
K.a.p.V.
P o t e n c i a útil =
=
=
75 X 60
75 X 60
100 X 0,5 X 6 X 20
300-X 20
:
=
= 1,33 CV
75 X 60
75 X 60
Observe que hemos dicho que la potencia era proporcional a la velocidad en metros/segundo y como ésta la encontramos siempre en metros/minuto la pasamos a segundos dividiendo por 60. La cifra 75 es la
relación entre el trabajo y la potencia en CV (vea envío 3).
TIEMPO DE DURACIÓN DE LA PASADA
La última de las fórmulas de aplicación directa y rápida en los trabajos
de taller es la del cálculo del tiempo de duración de la pasada.
La duración o tiempo de pasada, expresada en minutos, viene dada
por la fórmula siguiente:
L
Tmin =
a X N
siendo L = Longitud dé la pasada en milímetros
- 673—
a = Avance en milímetros/vuelta
N = Velocidad de rotación en vueltas/minuto.
Ejemplo de aplicación de la fórmula :
Supongamos una longitud de pasada de 300 mm con un avance de
0'25 mm y una velocidad de rotación de 500 vueltas por minuto. Calcular
el tiempo de pasada.
300
300
T =
=
= 2,40 min.
0,25X500
125
T = 2,40 min.
0,40 min X 60 = 24 segundos
T = 2 min 24 segundos
CALCULADOR PARA TIEMPOS DE FABRICACIÓN SEGÚN LAS rpm, AVANCE
POR REVOLUCIÓN Y LONGITUD DE CORTE EN MILÍMETROS
En la figura 426 se muestra un ábaco o gráfico de cálculo para determinar el tiempo de duración de pasada conociendo la velocidad de giro
del torno, el avance por revolución y la longitud a tornear (longitud de
corte). Este ábaco se utiliza de la manera siguiente: Se unen con una recta
Figura 426. — Abaco para calcular la duración de pasada.
—674—
los puntos correspondientes a los datos en las escalas rpm y avance/revolución prolongando la recta hasta encontrar a la línea pivote. El punto
así encontrado en esta línea se une con el punto correspondiente al dato
de la escala longitud de corte con una recta que cortará a la escala de
tiempos en minutos en el valor correspondiente al resultado. En la misma
figura se han señalado las líneas de resolución del siguiente ejemplo.
Calcular el tiempo de pasada para una longitud de corte de 500 mm,
con un avance de 0'5 mm y una velocidad de 100 rpm. Se resuelve así:
Se une el punto 100 rpm ( A ) con el punto 0,5 mm de avance (B)
y continúa la recta hasta que corta a la línea pivote en el punto C. Se une
el punto C con el punto 500 mm de longitud de corte (D). Esta última
recta corta a la recta tiempo en minutos en el punto E, que corresponde al
valor 10 minutos y este es el resultado del cálculo.
LUBRICANTES DE CORTE
La lubricación tiene como principal misión la de enfriar el filo de la
herramienta y la pieza a fin de conservar el primero logrando una mayor duración y conseguir más finura
en los acabados. En cuanto a la pieza, el calentamiento excesivo puede
llegar a deformarla e incluso, debido
a la dilatación del material por efecto
del calor, a falsear sus dimensiones
ya que, según el diámetro de la pieza, al enfriarse puede llegar a perder
las medidas. Como precaución, cuando se mecaniza una pieza a unas medidas muy restringidas y que a causa
de su gran velocidad se calienta mucho, deben tenerse en cuenta estas variaciones de medida que se producen
al enfriarse !a pieza.
En las herramientas de acero rápido, el chorro de líquido refrigerante
debe aplicarse sobre el filo, y en las
de carburo sobre la pastilla de una
Figura 427. — Torneado con lubriforma abundante, regular y seguida.
cación.
—675-
Otros de los cometidos del lubricante son : lubricar y disminuir el
roce de las virutas sobre la herramienta facilitando su deslizamiento, mejorar el alisado de las superficies torneadas, evitar oxidaciones y hacer escurrir las virutas del área de corte.
En la figura 427 puede apreciar la disposición de los chorros de líquido
de corte en un torno revólver trabajando con dos herramientas simultáneamente.
El refrigerante más usado es la mezcla de aceite y agua (taladrina)
en la proporción de 1/10 ó 1/15 es decir una parte de aceite por 10 ó 15 de
agua. Mediante la emulsión queda el aceite muy íntimamente mezclado
con el agua. De vez en cuando hay que comprobar el contenido de aceite
de la mezcla, así como ver si contiene impurezas o suciedad. Un refrigerante sucio ataca la superficie de la pieza que se tornea.
El hierro colado, la ebonita y los plásticos de resina sintética han de
trabajarse en seco. Las aleaciones de magnesio no deben enfriarse nunca
LUBRICANTES DE CORTE PARA TRABAJOS DE TORNEADO
—676—
TABLA 25
con agua por el peligro de incendio que ello supondría. En este caso se
emplea como refrigerante una solución al 5 % de fluoruro sódico.
En la tabla 25 se indican los lubricantes a emplear según los distintos
materiales y operaciones.
Como es natural cuando se hagan algunas de estas operaciones juntas
en una sola fijación, no hay necesidad de cambiar el lubricante. Esta tabla,
pues, es solamente para aquellos casos en que sea posible, ya por tratarse
de operaciones separadas, ya por otra causa.
REGLAS DE LAS CONDICIONES DE CORTE DE LAS HERRAMIENTAS. —
ACERO FUNDIDO Y ACERO RÁPIDO
Pueden establecerse las siguientes reglas para obtener el trabajo económico de corte He estas herramientas :
— Tomar una profundidad de pasada tan grande como sea posible.
— Emplear un avance máximo pero que sea compatible con la profundidad de pasada elegida, con la potencia del torno y con la rigidez de
la pieza.
— Calcular lo más exactamente posible las velocidades de rotación según
las velocidades de corte indicadas en las tablas.
HERRAMIENTAS DE CARBUROS METÁLICOS
Construidas para obtener mejores condiciones de corte, los métodos
de trabajo difieren sensiblemente de los empleados con las herramientas
de acero. Tenga en cuenta siempre que haya de trabajar con herramientas de carburos metálicos las siguientes normas :
— Poner la herramienta a plena velocidad de corte y a un uno por ciento por encima del eje de la pieza a tornear cuando se trata de trabajar
acero, y exactamente en el centro cuando se ha de tornear fundición,
latón,bronce y similares.
— No descender por debajo de las velocidades indicadas, pues de lo contrario la herramienta arranca el material, se desgasta muy rápidamente y la superficie queda rugosa.
— Conservar uniforme la velocidad de rotación.
— Como consecuencia de las grandes velocidades de rotación no deben
utilizarse grandes avances, que exigirían demasiada potencia; además, las virutas salen mejor y la pieza se calienta mucho menos, reduciendo al mismo tiempo el desgaste de la herramienta.
-677—
POSICIÓN DE LA HERRAMIENTA CON RELACIÓN A LA PIEZA
—
—
—
—
Para que una herramienta trabaje en buenas condiciones es necesario:
Que sea rígida y no esté apoyada en falso.
Que esté bien templada y perfectamente afilada.
Que la profundidad de pasada y el avance sean los convenientes.
Que esté perfectamente sujeta y colocada a la altura conveniente.
AMPLIACIÓN DEL ESTUDIO SOBRE LAS HERRAMIENTAS
ÁNGULO NEGATIVO
DE LA VIRUTA
Este método está en contradicción
con las definiciones dadas hasta ahora.
El torneado de los metales utilizando un ángulo de desprendimiento negativo es un nuevo sistema de
operar que consiste en arrancar la viruta por cizallamiento más bien que
por corte. En general, y sobre todo
para trabajos de desbaste, es de un
gran rendimiento. Debe evitarse de
todas formas una generalización del
trabajo con este sistema y es preferible para los trabajos corrientes seguir con los ángulos de corte normalizados (fig. 248).
Su característica principal consiste en que la superficie de ataque llega
a formar un ángulo de 100° (figura 429) en lugar de los 90° como
máximo.
El torneado con estas herramientas exige un importante aumento de
la potencia del motor,si bien las grandes velocidades de corte que pueden
utilizarse ablandan la viruta y hacen
más fácil su deslizamiento.
—678-
Figura 428. —- Ángulos característicos. •— a, herramienta con ángulo
positivo. — b, herramienta con ángulo negativo.
Figura 429. — Diferencia entre una
herramienta de ángulo de ataque negativo y una de ángulo positivo..
Con su utilización se logran las siguientes ventajas :
Mayor duración de la herramienta entre afilados.
Menor fragilidad de las herramientas, por ser de corte más robusto.
Insensibilidad a los choques.
Perfecto aspecto de la superficie.
Calentamiento casi nulo de la pieza.
Puede decirse, por ensayos que se han hecho, que en tornos con potencia suficiente y en trabajos muy fuertes, una herramienta con ángulo
negativo puede llegar casi a triplicar la producción de viruta arrancada por
una de ángulo positivo.
—
—
—
—
—
HERRAMIENTAS DE CARBURO CON ROMPE-VIRUTAS
Las herramientas de acero rápido se consideran ya hoy día como herramientas de "corte lento".
La viruta producida por estas herramientas suele ser una viruta segmentada que se enrolla sobre sí misma y que es relativamente frágil y quebradiza (fig. 430 a).
Figura 430. — Formación de las virutas. — a, con herramienta de acero rápipido. — b, con herramienta de carburo.
La viruta producida, a velocidades elevadas por las herramientas de
carburo, se obtiene sin tendencia al arrollamiento y sin trazos de segmen-679—
tación (fig. 430 b). Estas no son fragiles, son más delgadas para avances
de corte idénticos, es decir, no se comprimen y su velocidad de desplazamiento sobre la cara de la herramienta está muy cerca de la velocidad
de corte, mientras que en el caso de la viruta segmentada esta velocidad no
llega al tercio de la de corte.
Figura 431. — Inconvenientes de la viruta rápida.
Sin embargo, presenta los siguientes inconvenientes (fig. 4 3 1 ) :
• Obstrucción de la máquina por acumulación de virutas.
• Interposición de las mismas entre la pieza y el grifo del lubricante
dificultando la refrigeración.
• Peligro de manipulación de las virutas a consecuencia de sus bordes cortantes.
-680-
ACCIÓN DE LOS ROMPE-VIRUTAS
Para eliminar estas dificultades, se construye una ranura o espaldón
en toda la longitud del filo (fig. 432) que se llama rompe-virutas y cuyo
objeto es el de hacer que las virutas se arrollen en igual forma a como lo
hacen las virutas segmentadas a velocidad lenta de la figura 430a.
Figura 432. — Herramienta de carburo con rompevirutas.
Figura 433. — Mecanizado del rompevirutas.
Figura 131. -- Viruta segmentada con rompevirutas.
—681—
Los rompe-virutas se mecanizan con una muela de diamante (fig. 433)
y sus dimensiones L y h dependen de !a naturaleza del material y de las
condiciones de corte (V, a, p) siendo estas dos dimensiones las que determinan-el grado de curvatura de la viruta.
Variando, pues, estas dos dimensiones puede pasarse de una viruta
recta a una viruta de arrollamiento muy cerrado y muy fragmentada. En
definitiva, la curvatura debe ser tal que la viruta se rompa antes de haber
dado una vuelta completa (fíg. 434).
Aunque las características de los rompe-virutas varían para cada material, podemos dar un valor medio a L, de 3 a 3,5 mm y a h 0,4 a 0,6 mm,
para aceros de 45 a 65 kg/mm2. La propia experiencia le aconsejará a usted variarlas ligeramente o modificar el avance, atendiendo a los siguientes detalles:
• La viruta se fragmenta en forma más pequeña cuando mayor es el
avance.
• El ángulo de ataque debe estar comprendido entre 0 y 15º.
• La velocidad de corte ha de ser de 120 a 250 metros/min. Para velocidades inferiores deberá aumentar ligeramente el avance.
• La profundidad de pasada será de 2,5 a 7,5 mm, debiendo disminuir
ligeramente el avance para profundidades menores.
• Un espaldón demasiado estrecho y profundo provoca un roce muy
fuerte (se oye bien) y causa la rotura de la punta y de la arista del
espaldón (fig. 435).
Figura 435. — Espaldón de rompevirutas demasiado estrecho y profundo.
—682-
Figura 436.
- Espaldón demasiado
ancho.
•
Un espaldón demasiado ancho permite un arrollamiento prematuro
de la viruta y la presión que ejerce rompe también la arista del es-
paldón (fig. 436).
VALORES DE ORIENTACIÓN PARA LAS CONDICIONES DE CORTE
CON HERRAMIENTAS CERÁMICAS
TABLA 26
mm/rev.
hasta 250
dureza Brinell
0,05-0,15
0,15-0,3
0,15-0,6
Acero
St. 34.11 C10
St. 37.11 etc.
hasta 50
Acero
St. 50.11 C60
St. 60.11 etc.
50-90
Acero oleado
70-130
Hierro colado
GG 12-GG 26
*
Avance
Resistencia
en kgs./mm.2
Material
Profundidad
de viruta
Velocidad de corte en m./min.
Liso
interrump.
hasta 0,5
hasta 2,5
hasta 8,0
350-150
350- 40
300- 40
300-100
250- 40
200- 40
0,05-0,15
0,15-0,3
0,15-0,6
hasta 0,5
hasta 2,5
hasta 8,0
350-250
300-100
250-100
300-200'
250-100
0,05-0,15
0,15-0,3
0,15-0,6
hasta 0,5
hasta 2,5
hasta 8,0
300- 60
300- 60
250- 60
250- 60*
200- 60*
0,05-0,15
0,15-0,3
0,15-0,6
hasta 0,5
hasta 2,5
hasta 6,0
2 5 0 - 60
200- 60
180- 60
0,05-0,15
0,15-0,3
0,15-0,6
hasta 0,5
hasta 2,5
hasta 6,0
3 0 0 - 60
2 5 0 - 60
200- 60
Acero colado
30-70
Cobre latón
-
a deseo
100- 60
Metales ligeros
-
a deseo
hasta 1.500
Ebonita
-
a deseo
500-150
Papel prensado
-
a deseo
500-200
Carbón
-
a deseo
800-250
_
—
Recomendable solo o interrupciones pequeras y ligeras
HERRAMIENTAS CERÁMICAS PARA EL CORTE DE METALES
La característica más importante de esta clase de herramientas es la
elevada velocidad con que pueden trabajarse todos los metales.
Su composición química es, al igual que la porcelana, a base de óxido
de aluminio y su proceso de fabricación es muy similar al empleado para
las plaquitas de carburo metálico.
La razón que puedan alcanzar tan elevadas velocidades de corte reside
en la estabilidad de su dureza a temperaturas mucho mayores que las de
-683-
los carburos metálicos. Las cerámicas pueden alcanzar, antes de desafilarse, hasta 1.200°, contra 800° de las otras. Esto permite, no solamente trabajar a mayor velocidad (doble o triple), sino que por ser tan 3¡én más
duras, su duración y la precisión de su filo son mucho mayores.
Estas herramientas de óxido de
alumino se presentan en forma de dados o plaquitas que se sujetan por
presión en un portaherramientas (figura 437), poniéndose además otra
plaquita menor que actúa como rompe-virutas.
Estos cubitos solamente pueden
reafilarse con muela de diamante y
siguiendo una técnica adecuada.
A pesar de su gran dureza, las hay
preparadas incluso para tornear super- Figura 437. — Portaherramientas para
plaquítas de cerámica.
ficies discontinuas sin que se rompan
Figura 438. — Izquierda, pieza trabajada con cerámica; derecha, pieza rectificada.
ni se perjudique su filo aunque,como es natural, deben tomarse las máximas precauciones en cuanto a la fijación de la pieza y de la herramienta y no sobrepasar nunca las longitudes en voladizo indicadas.
-684-
En resumen, puede decirse que estas herramientas, cuyo uso debe ir
generalizándose, si bien no es recomendable en máquinas que no estén en
buenas condiciones, ofrecen las siguientes ventajas sobre las herramientas
de metal duro:
• Disminución del tiempo de mecanización.
• Mayor duración del filo de cada corte.
• Mejor acabado de las superficies y mayor precisión en el acabado
(figura 438).
• Eliminación o reducción del rectificado
piezas de acero endurecido, aun cuando la rugosidad sea ligeramente mayor.
Las condiciones de trabajo de estas herramientas se dan en la tabla 26;
los valores dados en ella sólo son de orientación debiendo estudiarse en
cada caso los más convenientes.
-685-
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
POLÍGONOS
Se da el nombre de polígono a toda superficie plana limitada en todos
los sentidos por líneas rectas. Ejemplos de polígonos: la página de un
libro, un trozo plano de plancha.
C
LADOS Y VÉRTICES
Las rectas que limitan el polígono,
se llaman lados. Así, los lados de la
figura 28 son las rectas AB, BC, CD,
DE, EF, y FA.
Los puntos en que se tocan los
lados son los vértices del polígono.
A, B, C, D, E, y F son los vértices
del polígono de la figura 28.
-687 —
CONTORNO Y PERÍMETRO
Contorno de un polígono es el conjunto de sus lados y perímetro la
medida del contorno. Procure comprenderlo. Lo que se llama en Geometría
lados de un polígono es lo que en la práctica se entiende por bordes deun trozo de plancha, por ejemplo; el conjunto de los bordes, es decir, todos
los bordes son el contorno del trozo de planta.
Ahora bien, si se mide con un metro el largo de todos los lados del
trozo de plancha, es decir, si se mide su contorno, se sabrá el perímetro del
trozo de plancha.
ÁNGULOS DE POLÍGONO
Ha estudiado que los polígonos tienen lados y vértices; también tienen ángulos. Ángulos de un polígono son los formados por dos lados
consecutivos, es decir, por dos lados que se tocan; éstos son los ángulos
interiores de un polígono. Los ángulos interiores de la fig. 28 son los formados por ABC, BCD,CDE, DEF, EFA y FAB.
Figura 29
Además de ángulos interiores, un polígono tiene ángulos exteriores
que son los formados por un lado y la prolongación de su contiguo. Fíjese
bien en la figura 29. El lado CE y su contiguo FE, prolongado, es decir,
alargado formando el ángulo CEX.
—688—
CLASES DE POLÍGONOS POR SU NUMERO DE LADOS
Según el número de lados los polígonos se llaman con distinto nombre:
Figura 30
Figura 31
Figura 32
Figura 33
Figura 34
Figura 35
Triángulo, si tiene 3 lados (fig. 30).
Cuadrilátero, si tiene 4 lados (fig. 31).
Pentágono, si tiene 5 lados (fig. 32).
Exágono, si tiene 6 lados (fig. 33).
Heptágono, si tiene 7 lados (fig. 34).
Octógono, si tiene 8 lados (fig. 35).
—689-
Hay polígonos de muchos más lados, claro está, y con distinta denominación. Si sólo le indicamos los nombres de los polígonos hasta 8 lados es porque en la práctica son los más frecuentes y/ por tanto, son los
que en realidad le interesan a usted.
POLÍGONOS REGULARES E IRREGULARES
Cuando un polígono tiene los lados y ángulos ¡guales, es un polígono
regular. Fíjese en el polígono de la figura 36; es un polígono regular
Figura 37
Figura 36
porque todos sus lados y ángulos son ¡guales. En cambio, el de la figura 37, es irregular porque sus lados son desiguales, es decir, unos más
largos que otros y, por lo tanto, sus ángulos son de distinto valor.
TRIANGULO
Es el polígono de tres lados. Fíjese
en el triángulo de la figura 38 y comprenderá que un triángulo es un trozo
de plano limitado por tres rectas que
se tocan dos a dos en un solo punto.
En todo triángulo hay, por tanto, tres
lados y tres ángulos.
Para trabajar mejor con los triángulos, se nombran con una letra mayúscula situada en cada uno de sus vértices : A, B, C en la figura 38.
—690-
Figura 38
CLASES DE TRIÁNGULOS
Según la longitud de sus lados, los
triángulos se clasifican en tres clases :
— EQUILÁTEROS cuando todos sus
lados son iguales. El triángulo de la figura 39 es equilátero. Usted puede
comprobar que el lado AB es igual a
los lados BC y CA.
Figura 39
— ISÓSCELES, que es el triángulo
que tiene dos lados iguales y uno desigual, como el triángulo de la fig. 40.
Compruebe que el lado AB es igual al
lado BC, pero ninguno de estos dos
lados es igual al AC.
— ESCALENO, cuando el triángulo
tiene los tres lados desiguales. Compruébelo en el triángulo de la figura 4 1 .
Queda, pues, entendido que según
la longitud de sus lados, los triángulos se clasifican en equiláteros, isósceles y escalenos.
B
Figura 40
8
También se clasifican según el valor de sus ángulos y de esta forma
pueden ser: acutángulos rectángulos
y obtusángulos.
Figura 41
TRIANGULO ACUTANGULO
Fíjese en los ángulos BAC, ACB y CBA de la figura 42 ; los tres son
agudos, es decir, de menos de 90°. Cuando un triángulo tiene los tres ángulos agudos como el de la figura 42, es un triángulo acutángulo.
-691-
Figura 43
Figura 42
TRIANGULO RECTÁNGULO
Es el triángulo que tiene un ángulo recto. El triángulo de la figura
43 es un triángulo rectángulo porque el ángulo ABC es recto.
TRIANGULO OBTUSANGULO
Compruebe que el ángulo ABC de la figura 44 es obtuso, es decir, mayor que un ángulo recto.
Este triángulo es un triángulo
obtusángulo porque tiene un ángulo obtuso.
CATETOS DEL TRIANGULO
RECTÁNGULO
Figura 44
En el triángulo rectángulo los
lados que forman el ángulo recto se llaman catetos. Los catetos del triángulo de la figura 43 son los lados AB y BC, que forman el ángulo recto
ABC.
HIPOTENUSA DEL TRIANGULO RECTÁNGULO
Al lado opuesto al ángulo recto de un triángulo rectángulo se le da
el nombre de hipotenusa. Compruebe que la hipotenusa del triángulo
de la figura 43 es el lado AC puesto que está opuesto al ángulo recto ABC.
-692—
VALOR DE LOS ÁNGULOS DE UN TRIANGULO
La suma de' los tres ángulos de un triángulo es siempre igual al valor
de dos ángulos rectos, es decir, 1 80 grados.
BASE DEL TRIANGULO
Se llama base del triángulo el lado sobre el que se apoya el triángulo. La base de un triángulo puede ser uno cualquiera de sus lados
con tal de variar su posición. La base de los triángulos de las figuras 42,
43 y 44, por la forma en que están dibujados, es el lado BC.
ALTURA DEL TRIANGULO
Altura del triángulo es la distancia que hay desde la base hasta el
vértice opuesto a la misma. La altura del triángulo de la figura 45 es el
segmento AD que parte del vértice A hasta la base BC y es perpendicular a ésta.
MEDIANA DEL TRIANGULO
Mediana de un triángulo es el segmento que une un vértice del triángulo con el punto medio del lado opuesto. En la figura 46 se trazó la mediana desde el vértice A hasta el lado opuesto, BC; fíjese que el punto
F es el centro del ledo BC y, por lo tanto, la mediana es el segmento AF.
-593—
CONDICIÓN NECESARIA PARA QUE TRES SEGMENTOS FORMEN
UN TRIANGULO
Debe tenerse en cuenta que tres segmentos cualquiera no pueden
formar un triángulo, puesto que un lado cualquiera de todo triángulo
ha de ser siempre menor que la suma de los otros dos y mayor que la diferencia entre estos dos lados.
Figura 47
Figura 48
Con el ejemplo de la figura 47 y 48 acabará de comprenderlo: en
47 el segmento A mide 3 centímetros, el segmento B mide 2 centímetros y el segmento C, 5 centímetros. Como ve, no se ha podido formar
un triángulo con estos tres segmentos, puesto que 3 + 2 = 5, es decir,
la suma de dos segmentos es igual al otro segmento.
Para que pueda construirse un triángulo con los segmentos A y B, el
lado C ha de ser menor de 5 centímetros y mayor de 1 cm., es decir,
mayor que la diferencia entre los lados A y B, 3 — 2 = 1 . Así, si el segmento C mide, por ejemplo, 4 cm, puede construirse el triángulo de la
figura 48.
—694—
interpretación planos
L E C C I Ó N
INDICACIÓN DE US TOLERANCIAS DE MEDIDA EN LOS PLANOS
Antes de estudiar esta lección interesa que estudie la de CONOCIMIENTOS GENERALES de este mismo envío.
De esta forma la entenderá mejor y le será fácil comprender que si
una pieza ha de ser construida con unas determinadas tolerancias en sus
dimensiones y de acuerdo con un plano, en este plano deben indicarse
las tolerancias de las medidas de las piezas. Naturalmente,siendo las tolerancias valores relacionados con las medidas de las piezas, es lógico
que se dispongan junto a las indicaciones de éstas, es decir con los valores de las cotas.
Las tolerancias pueden indicarse en los planos de dos formas: mediante la simbolización convencional, cuando las tolerancias están normalizadas o mediante la escritura de su valor numérico cuando no estén
normalizadas o cuando convenga por mayor comodidad de quienes hayan de utilizar los planos para la fabricación de las piezas. Va usted a
estudiar a continuación la forma en que se presentan en los planos las
indicaciones de las tolerancias por uno y otro sistema.
INDICACIÓN DE LAS TOLERANCIAS NORMALIZADAS
Cuando las tolerancias que se emplean en la fabricación son tolerancias normalizadas ISA, éstas no suelen indicarse por su valor numérico,
sino por la sigla formada por la letra de la posición y el número de la
—695—
Figura 176
Figura 177
calidad. Esta sigla se pone a |a derecha del valor de la medida de la cota,
a un nivel ligeramente superior al de éste cuando se trata de un agujero,
como puede apreciar en la figura 176, y a un nivel ligeramente inferior
si se trata de un eje como se muestra en la figura 177.
En este punto es conveniente que recuerde que las letras que indican
la posición de la tolerancia son mayúsculas para agujeros y minúsculas
para ejes, así como también que si se trabaja con el sistema de ajuste de
agujero único la posición de las tolerancias de todos los agujeros es la H,
mientras que si es el sistema de ajuste de eje único el que se emplea, la
posición de la tolerancia de las cotas de los ejes es la h.
Cuando dos piezas de un ajuste
se representan montadas con una cota única común, las tolerancias de las
dos piezas para esta medida se representan sobre la misma cota a la
derecha del valor de la medida poniendo la indicación de la to|erancia
del agujero arriba y la indicación de
la tolerancia del eje o macho debajo,
tal como puede verse en la figura 178.
En algunos casos se disponen dos cotas, una para cada una de las piezas
ajustadas y la indicación de las tolerancias se hace normalmente pero anotando sobre la cota la pieza a que
corresponde.
Figura 178
-696-
Figura 179
Puede ciarse el caso de que una misma dimensión de una pieza deba
trabajarse en una parte con una determinada tolerancia y en otra parte
con tolerancia diferente. En tal caso la cota de la dimensión se encuentra
duplicada y en cada una se señala la tolerancia correspondiente, acotándose además la medida de la parte a la que afecta la tolerancia; un ejemplo de esto puede verlo en la figura 179.
INDICADO DE LAS TOLERANCIAS
POR SU VALOR NUMÉRICO
Si las tolerancias con que debe
ser fabricada una pieza no coinciden
con las tolerancias ISA o si en el taller o fábrica no se trabaja corrientemente con este sistema, en los planos
se indican las tolerancias por su valor
numérico. También en ciertos casos,
aunque se trabaje con el sistema de
tolerancias ISA se dan en los planos
los valores numéricos de !a tolerancia si esto simplifica el trabajo de fabricación evitando la necesidad de consultar tablas de valores
de las tolerancias; en este último caso es una práctica corriente indicar
la sigla de la tolerancia del sistema
ISA y además los valores numéricos
de la tolerancia.
—697-
Figura 180
Figura 181
Figura 182
Los valores numéricos de las tolerancias se indican con los valores de
las diferencias máxima y mínima expresados en milímetros, puestos a la
derecha del valor nominal de la cota,
en cifras más pequeñas que las de
este valor y precedidos de su correspondiente signo. En la figura 180 puede ver un ejemplo de esta forma de
indicar la tolerancia.
Si una de las diferencias es nula puede indicarse con la cifra cero,
como en la figura 181, o no indicarse, como en la figura 182.
En caso de que las dos diferencias
sean iguales en valor pero de signo
contrario se suele indicar con el valor común de las diferencias precedido del signo ± (más, menos) como
en la figura 183.
Cuando se emplean los valores
numéricos para indicar las tolerancias de un ajuste en un plano que
represente las piezas montadas, las
medidas y tolerancias de las dos piezas se indican siempre en cotas separadas como en el ejemplo de la figura 184. Si hubiese posibilidad de confusión de qué cota corresponde a cada pieza se indica en cada una de las
cotas la pieza a que corresponde, como, por ejemplo, puede verse en la
figura 185.
Figura 183
Figura 184
Figura 185
COTAS SIN TOLERANCIA
Es corriente en el taller encontrarse con planos en los que unas cotas
tienen tolerancias indicadas y otras no.
—698—
Las cotas que no tienen indicada tolerancia no significan que en ellas
no pueden admitirse desviaciones de la medida indicada, pues ya sabe
usted que no puede lograrse en la fabricación ninguna medida matemáticamente exacta. Por el contrario; estas cotas sin tolerancia indicada significan que las dimensiones a que corresponden no tienen una exigencia de
precisión determinada y, por lo tanto, se pueden trabajar dentro de los
límites de precisión que corrientemente se logran en el trabajo norma!
del taller en que se fabrican o en todo caso dentro de unas normas generales de precisión que se hayan adoptado en el taller.
En la lámina 18 se muestra el plano acotado de una pieza con expresión de las tolerancias de fabricación y los signos superficiales. En él puede
verse un ejemplo de cómo se presentan los planos del taller y la aplicación de los conocimientos hasta ahora estudiados por usted en esta asignatura.
Esta lección es la última de INTERPRETACIÓN DE PLANOS. Si usted
la ha estudiado bien le resultará fácil la lectura de cualquier plano. Ahora
bien, a usted le interesa dar un repaso de cuando en cuando a todas las
lecciones estudiadas. Verá mucho mejor lo que ya ha visto y estará siempre en " f o r m a " .
Depósito legal B-3134-1959
Impreso en GERSA
Llorens y Barba, 38 - Barcelona-13
Printed in Spain
—700—
Tomo 13
CONOCÍMÍENTOS
GENERALES DE
MECÁNICA
INSTRUMENTOS DE MEDIDA
Va a estudiar en esta lección diversos instrumentos de medida que
usted ha de conocer a fondo para desempeñar bien su trabajo. No creemos necesario indicarle la importancia que tiene para usted el que conozca, no ya sólo el manejo de dichos instrumentos, sino también cuál
es el más adecuado para cada caso.
COMPASES
Los compases se emplean para el traslado de medidas desde el
cuerpo que sirve de patrón o referencia (pieza o regla graduada), a la
pieza que se desea medir y también en sentido contrario. Actualmente,
y debido a que existen elementos de medida para cada caso, estos instrumentos sólo se utilizan para trazados o para piezas en los que las medidas no tienen demasiada importancia. No obstante, cabe destacar
como caso curioso que operarios acostumbrados a su manejo, y con
mucho tacto en la apreciación de medidas con el compás, lograban ajustes de piezas que requerían una precisión bastante considerable.
En las figuras 5 1 , 52 y 53 se muestran tres tipos diferentes de
—701—
Figura 51
Figura 52
Figura 53
compases, el primero es un compás de puntas, el de la figura 52 es de
interiores y el de la figura 53, de exteriores.
La medida se toma apoyando las puntas suavemente sobre las superficies que limitan la distancia a medir; una vez fijadas las puntas a
estas distancias, se lleva sobre una regla graduada o bien se mide la distancia entre las puntas con un pie
de rey.
Con una pata de un compás de
puntas y con otra de uno de exteriores, se obtiene un compás de pata
y punta, como el de la figura 54,
que sirve para buscar centros de botones. En la citada figura 54 se
muestra el empleo de un compás de
pata y punta, para buscar el centro
de un botón de fundición para el
trazado de una pieza.
La precisión que puede alcanzarse con el empleo de compases no
es mayor de 0,5 milímetros.
REGLA GRADUADA
Figura 54
En los talleres se le denomina,
generalmente, cinta por ser de fleje de acero de aproximadamente 1 milimetro de espesor, y longitudes que varían desde 100 a 1.000 mm.
—702—
Figura 55
Como se observa en la figura 55 estas reglas estan graduadas en
milímetros por la parte inferior, y en medios milímetros por la parte superior.
Se emplean para comprobar medidas sobre la misma pieza, sobre
todo en longitudes, apreciándose con prácticas hasta las dos o tres décimas de milímetro.
INSTRUMENTOS CON NONIO
Para obtener una mayor precisión, son varios los instrumentos de
medida que disponen de nonio. Fíjese en la siguiente explicación, para
comprender bien qué es el nonio y su funcionamiento.
Con una regla graduada en milímetros dispuesta de la forma representada en la figura 56, es decir, con un tope colocado en el extremo de
su origen, puede colocarse la pieza y medirla con la misma exactitud
que con una regla graduada normal, pero evidentemente, con mayor comodidad.
Figura 57
Figura 56
Si a la regla anterior le añadimos, como en la figura 5 7 , una pata
corredera, es decir, otro tope que pueda deslizarse a lo largo de la regla,
habremos ganado mucho en cuanto a comodidad para la toma de la
medida y en cuanto a seguridad en la lectura, ya que podemos hacer la
lectura de la medida trasladando, por ejemplo, el aparato a un lugar más
iluminado y en una posición más cómoda.
—703—
Fíjese ahora en la figura 58,
que a la regla graduada se le ha
montado, además de los dos topes
o patas, un cursor o abrazadera. El
cursor dispone de una ventanilla con
una reglilla en |a que se han dibujado unas divisiones de forma que su
origen, es decir, el 0 de las divisioFigura 58
Figura 59
nes de la reglilla coincida con el cero de las divisiones de la regla (fig.
59). La reglilla del cursor tiene una longitud de 9 mm y está dividida
en 10 partes ¡guales, como puede ver en la citada figura 59, en la que
se ha dibujado a mayor tamaño que el verdadero para que se vea más
claramente y en posición de coincidencia de los ceros que corresponde
a las patas cerradas; cada una de las partes de la reglilla tendrá, pues,
una longitud de 9 / 1 0 = 0'9 mm , y la diferencia entre una parte de la
regla (1 mm ) y una de la reglilla (0'9 mm ) será de 0'l mm , o sea una
décima de milímetro.
Si se desplaza el nonio, que así es como se llama a la reglilla del
cursor, hasta que la división 1 de ésta coincida con una de la regla,
como se muestra en la figura 60, la distancia entre el 0 del nonio y la
división inmediata anterior de la regla (en este caso el 0) es de 0'l mm ;
si se desplaza la reglilla hasta que la división 2 de ésta sea la que coincida con una de la regla, como en la figura 6 1 , la distancia entre el cero
de la reglilla y la división inmediata anterior de la regla será de 0'2 mm
(dos décimas de milímetro) y así sucesivamente. Vemos, pues, que la
—704—
Figura 60
distancia en décimas de milímetro desde el 0 del nonio a la división
de la regla inmediata anterior a este cero, es indicada por la división
del nonio que coincide con una de la regla.
Figura 61
Así la distancia entre las patas al hacer una medición será igual a
un número de milímetros indicado por la división de la regla inmediata
anterior al cero del nonio, más un número de décimas igual al indicado
por la división de la reglilla que coincida con una división de la regla;
por ejemplo, si al tomar una medida la reglilla quedase en la posición
—705—
Figura 62
que se muestra en la figura 62, la medida sería de 38'4 mm , pues, como
puede usted ver, delante del cero de la reglilla está la división 38 mm y
la división 4 de la reglilla coincide con una división de la regla.
Con lo explicado queda entendido que los instrumentos con nonio
permiten una mayor precisión en las medidas.
PIE DE REY O CALIBRADOR
En la figura 63 se muestra un pie de rey o calibrador. Como puede
usted observar, para la explicación del funcionamiento del nonio nos
hemos basado en este instrumento.
El pie de rey es el instrumento más usado y más universal en su
forma corriente. Como se deduce de la figura 63, con el pie de rey pueden medirse exteriores, cualquiera que sea su forma, pues, aunque en
el grabado se esté midiendo un cilindro, también es posible medir las
caras de un cuadrado o de cualquier forma geométrica que pueda ser
abarcada por las patas (g) e (i).
Asimismo pueden medirse interiores gracias a la disposición especial
de las patas (a) y (b). Para medir profundidades, ya sean taladros, regatas
o escalones que presenten las piezas, este instrumento lleva unida al cursor
una reglilla (h) que sale por la parte posterior. Los dos tornillos (L) y (K)
sirven para fijar el cursor y evitar que éste se mueva una vez retirado
el calibrador para observar la medida.
—706—
Figura 63
—707—
Con el pie de rev pueden apreciarse, con práctica en su manejo,
hasta los 0,05 mm (cinco centésimas), aunque lo normal es utilizarlo
para comprobar medidas con exactitudes no inferiores a la décima de
milímetro.
MIRAFONDOS
Este instrumento (fig. 64) se utiliza para medir, única y exclusivamente profundidades. Observe, en la figura citada, que la base de apoyo
Figura 64
es más segura y cómoda que la que puede ofrecer el pie de rey al ser
utilizado para este trabajo.
Figura 65
También se utilizan para medir longitudes (fig. 65) dando más seguridad que la cinta métrica.
Con este instrumento pueden también apreciarse hasta las cinco
centésimas de milímetro.
—708—
MICRÓMETROS O PALMERS
Por su disposición, los micrómetros permiten apreciar las medidas
con exactitudes inferiores a la centésima de milímetro, aunque normalmente la utilización de los mismos es para comprobar medidas en las
que se requiere una exactitud comprendida entre las dos o tres centésimas
de milímetro.
El funcionamiento de un micrómetro se basa en que, si un tornillo montado en una tuerca fija se
hace girar, el desplazamiento del
tornillo en el sentido de su longitud
es proporcional al giro de su cabeza.
Por ejemplo, si el tornillo (1) de la
figura 66.se hace girar dentro de la
tuerca (2) fija, al dar una vuelta
completa en el sentido de la flecha
Figura 66
a, el tornillo avanza en sentido de
la flecha b una longitud igual al paso de la rosca; si se dan dos vueltas
avanza una longitud igual a dos pasos, si se da media vuelta avanza
medio paso, y si se da un cincuentavo de vuelta o una centésima de vuelta, el extremo avanzará un cincuentavo o una centésima de paso. Si el
tornillo se escoge de un paso de 0'5 mm (medio milímetro) y en la cabeza se dispone una escala a todo alrededor, dividida en 50 partes iguales, para poder medir cincuentavos de vuelta, se podrán medir desplazamientos de 0'5/50 = 0,01 milímetros (una centésima de milímetro).
Figura 67
—709—
Una disposición práctica del micrómetro para medir piezas de gruesos no muy grandes, se muestra en la figura 67. Como usted puede ver
en ella, está formado por un cuerpo en forma de herradura, en uno de
cuyos extremos hay un tope o punta de asiento (1); en el otro extremo
hay fija una regla cilindrica graduada en medios milímetros (2),que sostiene la tuerca fija (no visible en la figura), el extremo del tornillo tiene
forma de varilla cilindrica y forma el tope (3), mientras su cabeza está
unida al tambor graduado hueco (4).
Al hacer girar el tambor (4) el tornillo se rosca o desenrosca en la
tuerca fija y el tambor avanza, o retrocede, junto con el tope(3). Cuando los topes(l) y (3) están en contacto el tambor cubre completamente
la escala y la división 0 del tambor coincide con la línea de la escala;
al irse separando los topes se va descubriendo la escala, y la distancia
entre ellos es igual a la medida descubierta sobre la escala (milímetros y
medios milímetros) más el número de centésimas indicado por la división
de la escala del tambor que se encuentra en coincidencia con la línea
de la escala fija.
Figura 68
Figura 69
Por ejemplo, en la figura 68 se ve la posición del tambor para Una
separación de los topes de 7'25 mm y en la figura 69 para una medida
de 7'84; fíjese que en este último caso el tambor indica 34 centésimas,
pero como en la escala fija hay descubiertos 7'5 mm (siete y medio) la
medida indicada es de 7'50 + 0'34 = 7'84 mm.
Dada la gran precisión de los micrómetros, una presión excesiva
sobre la pieza que se mide entre los topes puede falsear el resultado de
la medición, además de ocasionar daño en el micrómetro y pérdida en la
precisión de éste; para evitar este inconveniente el mando del tomillo
—710—
se hace por medio del pequeño tambor moleteado (5) de la figura 67,
el cual tiene un dispositivo de escape limitador de la presión.
Figura 70
En la figura 70 se muestra la forma correcta de emplear un micrómetro para la medición de una medida exterior.
La capacidad de medida de los micrómetros es limitada para cada
uno. El de la figura 67 es de 0 — 25, es decir, se pueden tomar medidas
comprendidas entre 0 y 25 milímetros. Para tomar una medida de 78
milímetros, por ejemplo, ha de utilizarse un palmer de 7 0 — 100 mm.
Figura 72
Figura 71
Para la medición de longitudes en partes interiores o agujeros se
utilizan los micrómetros de interiores, cuya disposición y uso se muestra
en las figuras 71 y 72. Estos micrómetros pueden utilizarse para la medida de longitudes de distinta magnitud, adoptando varillas más o menos
largas en sus extremos, como se muestra en la figura 73.
—711—
Figura 73
Existen también mirafondos
micrométricos, basados en el principio explicado, cuya forma puede usted apreciar en la figura 74, y cuyo
manejo fácilmente puede deducir.
CALIBRES
En todos los instrumentos anFigura 74
teriormente explicados, influye mucho la habilidad del operario y su soltura en el manejo de los mismos.
Aunque parezca exagerado es más fácil equivocarse con un palmer en
medio milímetro que en una centésima, si el operario no está acostumbrado a servirse de él.
La utilización de estos instrumentos para la fabricación de piezas
en las que la cantidad puesta en fabricación es de dos o tres unidades, y
en talleres en los que se trabaja bajo pedido es indiscutiblemente acertada y económica. Pero para la fabricación de grandes series se utilizan
instrumentos de medida fija, en los cuales la habilidad del operario y la
atención requerida son menores y, por lo tanto, más cómodos y prácticos. Estos instrumentos se emplean únicamente cuando la tolerancia de
las medidas a considerar es como máximo de 4 ó 5 centésimas, ya que
si la tolerancia es mayor puede ser apreciada sin dificultad por cualquiera de los instrumentos ya explicados.
Suponga usted que ha de medirse el diámetro de un agujero cuya
medida debiera ser 30
, es decir, con una tolerancia comprendida
—712—
entre los 0,02 mm de más y los 0,01 mm de menos. Si en lugar de
tomar la medida disponemos de dos cilindros, uno cuya medida sea de
30 — 0'005 mm y otro cuya medida sea de 30 + 0'021 mm , y comprobamos que el primero puede introducirse en el interior del agujero, pero
no así el segundo, podremos asegurar que el diámetro del agujero está
comprendido entre las dos medidas extremas de los cilindros y, por lo
tanto, dentro de la tolerancia pedida al agujero.
Un calibre es exactamente la disposición de dos dimensiones fijas
de medida cuya diferencia entre ellas es la que se trata de obtener en la
pieza mecanizada. La dimensión menor se llama el lado pasa y la dimensión mayor, el lado no pasa. En la figura 75 se muestran unos calibres
para interiores, y cómo están construidos para facilitar su manejo. En la
parte central llevan grabada la medida y en sus extremos la tolerancia.
El lado pasa es más grueso que el lado no pasa, debido a que sufre más
desgaste por rozamiento.
Estos calibres deben ser comprobados frecuentemente,ya que por
desgaste llegan a perder la medida, debiendo ser retirado en el momento en que este desgaste sea mayor al admitirlo para su utilización.
Figura 76
Figura 75
Para medir exteriores se utilizan calibres como el de la figura 76,
cuyo principio es el mismo que para los interiores, es decir, una boca
—713—
tiene una medida que debe pasar, lado pasa, y la otra boca es la que no
debe pasar, lado no pasa. En éstos el lado pasa tiene mayor medida que
el lado no pasa.
COMPROBADOR UNIVERSAL O VAIVEL
En la lección 11 de MATEMÁTICAS ya vio usted cómo estaba formado este instrumento empleado para la medición de ángulos. Vea, aho-
Figura 77
ra; en la figura 77, la forma de ejecutar distintas mediciones con el
vaivel. Después de haber estudiado la utilidad y el funcionamiento del
nonio, usted puede comprender perfectamente cómo se lee la medida:
la división del disco graduado que coincida con el 0 del nonio indicará
los grados del ángulo que se mida, y la división del nonio después del 0
que, coincida con una del disco graduado indicará los minutos.
TÉCNICA DEL
TORNEADO
LECCIÓN
13
ROSCADO
Teóricamente el roscado se define como sigue:
Una rosca es una superficie helicoidal engendrada por una línea
plana animada de dos movimientos uniformes en relación con un eje
situado en su plano: un movimiento de rotación y otro de traslación.
Figura 439. — Obtención de una rosca. Observe que la herramienta es de perfil
constante.
—715—
Otra definición más directa es la siguiente:
El roscado consiste en labrar sobre la periferia de una pieza un
surco helicoidal de forma y dimensiones variadas.
Figura 440. — E, rosca exterior (tornillo).
Note usted que tanto una como
otra definición se ajustan a la que
dimos de avance en el torno, pero en
el caso del roscado la forma especial
de la herramienta, y por tratarse en
realidad de un avance muy largo, la
forma originada por el corte de la
viruta es otra muy distinta y constituye lo que se llama una rosca (figura 439).
Cuando este surco se labra sobre una superficie exterior, se obtiene un tornillo (fig. 440) y cuando se
labra sobre una superficie interior
la pieza que resulta se llama tuerca
(fig. 441).
Figura 441. — 1, rosca interior (tuerca).
OBTENCIÓN DE UNA ROSCA
Insistiremos para un mejor dominio del tema con las definiciones
teórica y práctica del roscado.
-716—
Teóricamente el roscado resulta del arrollamiento en espiras de un
perfil de sección o forma especial (triángulo, cuadrado, trapecio, etc.)
alrededor de un cilindro.
Figura 442. — Roscado a mano con terraja.
Prácticamente, consiste en mecanizar una ranura helicoidal de forma especial, alrededor de un cilindro para obtener un tornillo o en el
interior de un agujero para obtener una tuerca.
Figura 443. — Roscado a mano con macho.
—717—
Figura 444. — Roscado exterior e interior con peine.
Esta ranura helicoidal puede obtenerse de las siguientes maneras:
• En el torno, por la combinación de dos movimientos uniformes
y simultáneos: el de rotación de la pieza a roscar y el de traslación rectilínea de la herramienta, sincronizando con el movimiento de rotación.
Figura 445. — Cabezal de roscar de apertura automática con peines intercambiables.
—718—
* Para roscados de menores dimensiones y menos precisos mediante las terrajas, machos de roscar y los peines ,figs. 442, 443 y 444,
respectivamente).
• Para roscado en serie, con cabezales especiales de peines intercambiables o rodillos de laminar, que se ¡montan en las contrapuntas o
torres exagonales de los tornos revólver (fig. 445).
• En máquinas especiales que en vez de la herramienta de roscar,
utilizan una muela para labrar el surco helicoidal.
GENERACIÓN DE LA HÉLICE
EN EL TORNO
La operación de roscado en el
torno se desarrolla como sigue: se
fija la pieza en la que se ha de
tallar la rosca y, al poner el torno en
marcha, se imprime a la pieza un
movimiento de rotación uniforme,
al mismo tiempo que, accionado
por el husillo patrón, se desliza al
Figura 446. — Obtención del filete en el
carro y con él la herramienta con
torno.
un movimiento uniforme (de avance automático), labrando así el filete en la superficie de la pieza (figura 446). La distancia que avanza
la herramienta durante una revolución de la pieza se llama paso de
la rosca.
ÁNGULO DE INCLINACIÓN
Se llama ángulo de inclinación,
al ángulo que, en el desarrollo de la
hélice, forma la línea que sirve de
base con la recta que representa el
filete (o lo que es lo mismo, su trayectoria). Fíjese en la fig. 447; la Figura 447. — Desarrollo de la hélice y
ángulo de inclinación.
línea AC representa la base y vale
el producto del diámetro por el número 3,1416 (usted ya sabe que este
número se representa con la letra griega π); p, es el paso y AB una espira o vuelta.
—719—
El ángulo a formado por AC y AB es el ángulo de inclinación, y
calcula según la fórmula:
Usted ya recordará, por haberlo estudiado en la lección 10, qué se
entiende por tangente.
HISTORIA
Desde muy antiguo se empezó a utilizar ya una forma similar a la
del roscado, pues Arquímedes tuvo la idea de enrollar un tubo, según
una hélice geométrica, sobre la periferia de un cilindro, con el objeto
de constituir un dispositivo elevador de agua.
No obstante, los primeros tornillos tuvieron que ser confeccionados a mano, pues, como le indicamos a usted en la primera lección, el
primer torno para roscar fue construido en 1569 por el francés Jacques
Berson.
En cuanto a las primeras tuercas, se construían con un diente metálico incrustado en el primer filete de un tornillo de madera.
Después de la aparición de la imprenta fueron utilizando tornillos de madera, debido a que todas las prensas de imprimir los llevaban.
A partir de esa época, la forma de los tornillos y de las tuercas ha ido
haciéndose más precisa.
Hoy día puede considerarse al tornillo y a la tuerca como unos de
los elementos más importantes de la construcción mecánica. Se le encuentra en casi todos los productos de la técnica en las formas más variadas, ya sea como órgano de transmisión del movimiento, ya como
órgano de fijación.
Asimismo puede considerarse, sin lugar a dudas, al torno como la
máquina herramienta esencial para el roscado.
CARACTERÍSTICAS GENERALES DE LAS ROSCAS
Ya en la lección 11 de CONOCIMIENTOS GENERALES estudió
usted diversos aspectos relativos a las roscas. No obstante, dada su importancia, insistiremos sobre este tema, antes de ver los distintos mecanismos que intervienen en el roscado y la forma de llevar a cabo la
—720—
operación. Observará que indicamos las características de las roscas
con distintas letras que en la citada lección 1 1 de CONOCIMIENTOS
GENERALES. Esto es debido a que en esta lección hemos seguido las
designaciones dadas en las normas españolas UNE.
Figura 448. — Características de las roscas.
Vea indicadas en la figura 448, las características generales de las
roscas, es decir, las características que determinarán su forma y dimensiones. Estas características son las siguientes:
Diámetro de rosca o exterior de la tuerca = d
"
de núcleo o interior de la tuerca = d1
"
de rosca o exterior del tornillo = d'
"
de núcleo o interior del tornillo = d'1
"
de los flancos o medio del tornillo = d' 2
Altura del filete o profundidad de la rosca = h1
Paso de rosca = p
Ángulo de rosca = a
Sección o forma del filete = F.
PASO
Ya sabe usted que el paso de un tornillo es la distancia comprendida entre dos espiras del perfil generador; se expresa en milímetros y
está determinado por el desplazamiento de la herramienta de roscar
después de haber girado una vuelta el eje de trabajo del torno.
—721—
En la lección 9 de INTERPRETACIÓN DE PLANOS, ya estudió
usted que el paso de un tornillo puede ser a la derecha o a la izquierda.
Una rosca es a la derecha cuando, puesto el tornillo en horizontal, los
hilos o filetes de la rosca se ven desplazados hacia la derecha en la parte
inferior, y a la izquierda, cuando los hilos o filetes se ven desplazados
hacia la izquierda por su parte inferior.
FILETES MÚLTIPLES
En la lección 1 1 de CONOCIMIENTOS GENERALES, se le explicó
a usted que las roscas de varios filetes son las que tienen dos o más
hélices paralelas entre sí, de forma y dimensiones iguales. Asimismo se
le explicó la utilidad de esta disposición de filetes múltiples.
Si la rosca tiene dos filetes se denomina de filete doble o de dos
entradas; si los filetes son tres, de filete triple o de tres entradas, etc.
El número de filetes no guarda, sin embargo relación alguna con el paso,
sino que es independiente.
5
Figura 449. — Rosca de un
filete;
p=S.
Figura 450. — Rosca de
doble entrada o de filete
S
doble p = —.
2
Figura 451. — Rosca de
S
filete triple p = —.
3
Las figuras 449, 450 y 451 representan, respectivamente, una rosca
de perfil trapezoidal de uno, dos y tres filetes respectivamente.
En el filete sencillo la distancia (p) de la arista del perfil de una
espira hasta la inmediata correspondiente, es igual al paso de la hélice o
paso de rosca (fig. 449). En los tornillos de filete múltiple se denomina
también paso de rosca y se designa asimismo con la letra p, aunque
no debe confundirse con la distancia S que es el paso a tallar (figuras
450 y 451).
—722—
El paso a tallar S debe poder dividirse exactamente por dos o por
tres, según sea el tornillo de dos o tres entradas pues en el caso contrario el paso de la rosca no será correcto.
JUEGO EN LAS PUNTAS
El diámetro exterior es el característico del tornillo, de manera que
al hablar por ejemplo, de un tornillo de 20 mm de diámetro, esta dimensión se refiere al diámetro exterior.
El diámetro del núcleo es el más pequeño de los del tornillo y es el
que se toma para calcular la carga que el tornillo ha de resistir, puesto
que para ello se parte de la sección transversal de dicho núcleo.
h = altura práctica del filete = 0,866 . p
13
h1 = altura práctica del filete = h . — = 0,703 . p
16
12
h´1 = altura de contacto de los filetes = h . — = 0,649 . p
16
h
h
h
— y — = holguras = — 0,054 . p
k2 k3
16
h
h4 = altura vértice teórico = —- = 0,054 . p
16
h
r1 = radio del fondo— = 0,054 . p
16
Figura 452. — Rosca métrica S. I. (60°).
Para conseguir un buen ajuste las roscas deben ajustarse por los
flancos y al objeto de asegurar este punto se prevé en algunos sistemas
—723—
Figura 453. — Rosca Whitworth con holgura (55°).
—724—
una cierta holgura entre el diámetro exterior del tornillo y el exterior
de la tuerca.
En las figuras 452, 453, 454 y 455 están representadas las holguras en las puntas de los diversos sistemas que las han adoptado y sus
dimensiones en función de paso. Originalmente el sistema Whitworth
Figura 455. — Roscas Acmé y Trapezoidal.
no tenía estas holguras y así hoy día existen los dos tipos, si bien las demás características son exactamente las mismas para los dos. Así, pues,
los datos de la tabla 11 de la lección 11 de CONOCIMIENTOS GENERALES corresponden también a las roscas Whitworth con holguras.
PROFUNDIDAD DE LAS ROSCAS
La profundidad h1 de los filetes de los tornillos y tuercas está determinada, en todos los sistemas de roscas utilizados, por el paso.
—725—
A continuación indicamos las fórmulas a aplicar en cada sistema
para su cálculo:
Filete Métrico S. I
h1
= p X 0,703
Filete W h i t w o r t h
.
. . . .h1 = p X 0 , 6 4 0 3
Filete Sellers
h1=p
x
0,649
Filete ACMÉ
Filete cuadrado
.
.
.
.
P
= — + 0,214 mm.
2
9
p X — = 0,473 X p
h1=
Filete redondo normalizado
h1
.
P
. h1 = —
2
La rosca Sellers utilizada por los americanos, es de perfil igual
al Métrico Internacional pero con el filete ligeramente menos profundo como puede usted observar en la fórmula.
Calculada la profundidad h1 de los filetes puede calcularse el diámetro medio y el diámetro interior o de núcleo del tornillo según las
fórmulas:
0 medio del tornillo = 0 exterior — h1
0 interior o de núcleo del tornillo = 0 exterior — h1 X 2
Preste atención a estas fórmulas porque tendrá que utilizarlas,
como se le explicará más adelante, para el cálculo de la inclinación
de la herramienta.
COMPROBACIÓN DE LAS ROSCAS
Para la comprobación de las roscas se tienen en cuenta el diámetro exterior, el diámetro interior, el paso, el ángulo y el diámetro
de los flancos.
Quede entendido que en la construcción de una rosca que se
debe ajusfar a otra, han de comprobarse en esta última el diámetro
exterior y el paso. Todas las demás características son consecuencia
de estas dos.
La primera comprobación se efectúa midiendo el diámetro exterior con el pie de rey. En cuanto al paso se comprueba con unas galgas especiales de la forma que se muestra en la figura 456. Estos juegos
de galgas son diferentes para cada sistema de rosca. Cada juego lleva
indicado el sistema y en cada una de ellas la medida a que corresponden.
—726—
Figura 456. — Comprobación de un paso con galga.
Se comprende que el diámetro exterior y el paso ligan entre sí las
demás características, pues si el paso es en mm , es decir, si la rosca
es de paso métrico, el ángulo de la rosca será, en consecuencia, de 60°
y la profundidad del filete será la dada por la fórmula estudiada para
los diámetros de flancos e interior.
De todas formas la comprobación debe efectuarse perfectamente
y hay que asegurarse de que todas las características están de acuerdo.
MECANIZADO DE ROSCAS INTERIORES
Para la ejecución de roscas interiores deberá mandrinarse siempre
la pieza a roscar según un diámetro dado por la fórmula
Ø a mandrinar = d — 1'3 X p, si la rosca a construir es métrica, S. I.
y según la fórmula
Ø a mandrinar = d — 1'29 X p, si la rosca es del sistema Whitworth
En estas fórmulas la letra d representa el diámetro nominal de la
rosca a obtener y la letra p el paso.
Ejemplo:
Calcular el diámetro a que se debe mandrinar un agujero para construir una rosca interior de d (diámetro nominal) = 20 mm y 2,5 mm
de paso (S. I.).
Diámetros a mandrinar = 20 — (1,3 X p) = 20 — 3,25=16,75 mm
—727—
MECANIZADO DE MACHOS PARA ROSCAR
Los machos de roscar S. I. han de ser torneados a un diámetro exterior superior al diámetro nominal,en 0,108 veces el paso para el desahogo del fondo de la rosca de la tuerca que han de construir.
Así, pues, el diámetro exterior a que se ha de tornear el macho se
calcula por la fórmula siguiente:
Diámetro exterior del macho = d + (0,108 X p)
Ejemplo:
Calcular el diámetro exterior para la construcción de un macho de
0 20 mm paso 2,5 mm.
Diámetro exterior del macho = 20 + (0,108 X 2,5) = 20 +
0,27 = 20,27 mm.
CALCULO DE LA INCLINACIÓN DE LA HERRAMIENTA
Antes de proceder a ningún
otro cálculo para efectuar una rosca,
el tornero ha de determinar dos valores indispensables para la buena
ejecución del filete: la profundidad
del filete y el ángulo de inclinación
de la herramienta.
Ya ha estudiado cómo se calcula la profundidad del filete. Por
lo que respecta al ángulo de inclinación de la herramienta, su valor depende, claro está, del paso a realizar
y es tanto más importante el determinar correctamente este dato
cuanto más largo es el paso, hasta
el punto que para los pasos llamados
rápidos o sea muy largos debe calcularse incluso el grueso a dar a la
herramienta en toda su altura,
grueso que varía también en fun- Figura 457. — Inclinación de la herramienta: a, para rosca a la derecha; b,
ción de la profundidad.
para rosca a la izquierda.
—730—
Por la misma razón, para pasos finos este punto pierde importancia ya que el ángulo a dar a la herramienta es tan pequeño que con
cierta práctica se determina a ojo con toda seguridad.
La inclinación a dar a la herramienta depende de la tangente de
la hélice generatriz (recuerde usted lo estudiado al principio sobre la
teoría del roscado) con objeto de evitar el choque de una de las aristas
cortantes de dicha herramienta.
La inclinación varía también de sentido según la rosca a realizar,
sea derecha o izquierda, tal como puede comprobar en la figura 457.
Figura 458. — Triángulos generadores: 1, herramienta; 2, escuadra graduable; 3, grueso; 4, mármol.
Fíjese en la figura 458; en dicha figura están representados los
triángulos rectángulos AOB, ACB, ADB. Los catetos AD, AC y AO representan respectivamente los desarrollos de las circunferencias correspondientes a los diámetros interior, de flancos y exterior. El cateto AB, común a los tres triángulos representa el paso del tornillo.
En los tornillos de varias entradas el paso a considerar para este
cálculo debe ser siempre el paso a tallar, es decir, el producto del paso
de la rosca por el número de filetes o entradas.
La hipotenusa de los triángulos rectángulos dará la inclinación
pedida y determinará por su pendiente el valor de los ángulos a, a1, a2..
La fórmula para un tornillo de paso fino será por consiguiente:
—731—
Paso de la rosca
tg a1 =
π X diámetro medio
Para un tornillo de paso rápido de varios filetes:
Paso de la rosca X
tg a2 =
Π X
Nº
de filetes
Diámetro-interior
Ejemplo de cálculo para un tornillo de paso fino:
Se ha de roscar un tornillo de Ø 26 mm y un paso de 1,5 mm.
Calcular el ángulo de inclinación a1 de la herramienta.
a)
Cálculo del diámetro medio del tornillo:
26 —(0,703 X 1,5) = 2 6 — 1,05 = 24,95 mm.
b)
Desarrollo de la circunferencia del diámetro medio:
24,95 X 3,1416 = 78,38 mm.
c)
Cálculo de la tangente de a1:
1,5
= 0,019
tg a1 =
78,38
Buscando el valor de 0,019 en las tablas de tangentes estudiadas
en la lección 10 resulta que, interpolando a1 =,1 °5'.
COLOCACIÓN DE LA HERRAMIENTA
En el afilado de las herramientas de roscar, además de dar las despullas adecuadas para cada material hay que tener en cuenta que generalmente su ángulo de punta viene determinado por el tipo de rosca
a tallar. Por consiguiente, su importancia es grande, pero también debe
cuidarse mucho la colocación de la herramienta respecto del eje del
—732—
giro, puesto que una posición defectuosa daría lugar a variaciones de
perfil y de ángulos.
Figura 459. — Reglaje de la posición de la herramienta: 1, herramienta; 2, pieza; 3,
galga para perfil de 60° (Rosca S. I.); 4, galga para perfil de 30° (Rosca trapezoidal);
SR superficie de referencia.
Fíjese en la figura 459 cómo se procede al montaje de la herramienta, contando ya con ésta afilada convenientemente y con el ángulo
preciso. Debe tenerse en cuenta el colocarla exactamente en el centro
y de forma que la bisectriz del ángulo de punta sea completamente perpendicular al eje entre puntos.
Para efectuar esta comprobación se emplea una galga del mismo
ángulo del perfil a obtener (60°, 45°, 30°, 29°). Se presenta la galga
horizontalmente sobre la generatriz del cilindro o por la cara delantera.
Debe cuidarse de no forzar nunca la posición de la galga; ésta debe
poder deslizarse por la pieza para poder comprobar los flancos por separado y después en conjunto.
La figura 460 representa posiciones defectuosas de la herramienta
y sus consiguientes consecuencias en relación con el perfil del filete.
DEFECTOS DEL PERFIL DEL FILETE
Así como hemos visto que la colocación defectuosa de la herramienta provoca variaciones en el perfil del filete, pueden darse también otras causas. Estas variaciones además hacen variar la medida del
—733—
Herramienta fuera de
centro, la altura del filete es distinta para un
mismo valor de p y por
tanto también disminuye
el ángulo teórico a hasta a1.
Para la rosca cuadrada la posición fuera de
centro de la herramienta
provoca un perfil inclinado.
Herramienta afilada con
ángulo de desprendimiento muy acentuado
Al bajar el punto b hasta
c, varía el ángulo a que
disminuye hasta a y variando también p que
disminuye hasta p para
una misma altura del filete.
Si
p, = p
ac > ab y a= a1
Figura 460. — Colocación defectuosa de la herramienta y su influencia sobre el perfil
del filete.
Figura 461.
• Defectos en el labrado del filete: a, filete del tornillo demasiado grueso;
b, filete del tornillo demasiado delgado.
diámetro de flancos, que es, en definitiva, el que tiene que ajustar,
haciéndolo entonces por los diámetros de fondo.
Observe en la figura 461 dos
defectuosos ajustes de roscas por
mala formación del filete (herramienta mal afilada) y en la figura
462 una rosca en la que hay diferencias entre el paso del tornillo y
de la tuerca.
Figura 462. — Diferencia de paso para
tuerca < paso tornillo.
NORMALIZACIÓN DE LAS SALIDAS DE ROSCA Y LOS DESAHOGOS
Lo mismo que las características principales, están normalizadas
las dimensiones de las salidas de roscas, es decir, la longitud mínima
entre el límite a roscar y el final de la rosca, así como los de los desahogos o gargaritos para lograr un final de rosca limpio. En la tabla 27
hallará usted relacionadas estas dimensiones.
DESIGNACIÓN ABREVIADA DE LAS ROSCAS
En la lección 9 de INTERPRETACIÓN DE PLANOS ya vio usted
que el perfil y las dimensiones de las roscas se indicaban en los planos
abreviadamente. Vea ahora en la tabla 28 la designación abreviada de
roscas:
—735—
TABLA 27
Para Rosca s Métricas
Diámetro
de rosca
d
Paso
Salida de rosca
máxima
X
X
1
1,5
1, 6
Desahogo
f
f
g
1
r
g1
r
1
5
0,8
6
1
2
2
1, 6
2
4, 5
6, 5
0,8
1
7
1
2
2
1, 6
2
5, 5
7, 5
0,8
1
8
1,25
2
2, 5
1, 6
2
6
8, 5
0,8
1
9
1,25
2
2, 5
1, 6
2
7
9, 5 0,8
1
10
1,5
2,5
3
2
3
7, 5
10, 5
11
1,5
2,5
3
2
3
8, 5
11, 5
1
1
12
1,75
3
3, 5
3
3
12, 5
1
1
14
2
3,5
4
3
4
11
15
1
1,25
16
2
3,5
4
3
4
13
17
1
1,25
18
2,5
4
5
4
5
14
19
1,25 1,5
20
2,5
4
5
4
5
16
21
1,25 1,5
22
2,5
4
5
4
5
18
23
1,25 1,5
24
3
5
6
5
6
19
25
1,5
2
27
3
5
6
5
6
22
28
1,5
2
30
3,5
6
7
6
6
25
31
2
2
33
3,5
6
7
6
6
28
34
2
2
36
4
7
8
8
8
30
37
2,5
2,5
39
4
7
8
8
8
33
40
2,5° 2 , 5
42
4,5
8
9
8
8
35
43
2,5
2,5
45
4,5
8
9
8
8
38
46
.2,5
2,5
48
5
8
10
8
10
40
49
2,5
3, 8
1., 2
9, 5
0,6
1
1
3
TABLA 27 (Continuación)
Para Roscas Whitworth
Diámetro
de rosca
d
1/4"
5/16"
Paso
Desahogo
Salida d e rosca
máxina
X
X
1
1,27
1,41
f
g
g1
r
r1
1
2
2,5
1,6
2
4,5
6,5
0,8
2
2,8
1,6
3
6
8,5
0,3
3
7,2
10
1
1
.1
3/8"
1,58
2
3,2
2
7/16"
1,81
2,5
3,6
2
3
8,5
11,5
4
1/2"
2,11
3
4,2
3
4
9,5
13
1
1,25
5/8"
2,30
3
4,6
3
4
12,5
16
1
1,25
3/4"
2,54
4
5
4
5
15,5
19,5
1,25
1,5
7/8"
2,82
4
5,6
4
5
18,5
22,5
1,25
1,5
1"
3,17
5
6,2
5
6
21
26
1,5
i 2
1 /8"
3,62
5
7,2
5
6
23,5
29
1,5
! 2
1 1/4"
3,62
5
7,2
5
6
26.5
32
1 3/8"
4,23
6
8,5
6
8
29
35,5
2
i 2,5
1 1/2"
4,23
6
8,5
6
8
32
39
2
2,5
1 5/8»
1
2
5,08
7
10
8
10
34
42
2,5
3
3
5,08
7
10
8
10
37
45
2,5
3
7
1 /8"
5,64
8
11,5
8
12
40
48
2,5
4
2"
5,64
8
11.5
8
12
43
51
2,5
4
1 /4"
CLASES DE ROSCAS SEGÚN SU EMPLEO
Las roscas pueden clasificarse, según los usos a que se destinen,
en roscas de fijación, de hermeticidad, de movimiento y de medición.
ROSCAS DE FIJACIÓN
Se aplican a las piezas cuyas roscas hayan de efectuar un gran esfuerzo
o agarre de frotamiento entre el tornillo y la tuerca, para impedir, que la
unión pueda aflojarse por sí misma.
—737—
DESIGNACIÓN ABREVIADA DE ROSCAS
TABLA 28
Para roscas a derecha de un filete
Clase dé rosca
Signo Indicación de medida
Ejemplo
Rosco Whitworth
W
Diámetro exterior en
pulgadas
Rosca fina Whitworth
W
Diámetro exterior en
milímetros por paso en pulgadas
Rosca gas Whitworth
G
Diámetro interior del
tubo en pulgadas
Rosca métrica
M. Diámetro exterior de
Rosca fina métrica
M
Diámetro exterior en
milímetros por pa- M 104 X 4
so en milímetros
Rosca trapecial
Tr
Diámetro exterior en
milímetros por paso en milímetros
Tr 48 X 8
Rosca redonda
Rd
Diámetro exterior en
milímetros por paso en pulgadas
Rd 40 X 1/6"
Rosca en diente
de sierra
Diámetro exterior en
milímetros por pa- Sie 70 X 10
Sie
so en milímetros
rosca en milímetros
—738—
2"
W104X 1/6"
G1"
M 80
TABLA 28 (Continuación)
Para Roscas
a Izquierda
y de varios
Filetes
Designación adicional para
Abreviatura
Ejemplo
Rosca izquierda
izq
M 80 izq
Rosca a derecha de varias
entradas
ent
2 " 2 ent
Rosca a izquierda de varias entradas
izq ent
2 " 2 ent izq
Para este tipo de roscas suelen emplearse los dos tipos más corrientes: la métrica internacional y la de tipo Whitworth.
ROSCAS DE HERMETICIDAD
Esta clase de rosca es de tipo Whitworth especial que se aplica en
la conexión de tubos. La altura del hilo es más baja de lo normal, es
decir, menor a las especificadas en la tabla 11 de la lección 11 Conocimientos Generales de Mecánica. Estas roscas no se mecanizan en
el torno.
ROSCAS DE MOVIMIENTO
En las roscas de movimiento la sección recta del filete es un rectángulo
(rosca cuadrada), un trapecio (rosca trapezoidal o Acmé) o un semicírculo
(rosca redonda). El rozamiento entre tornillos y tuerca en este caso es pequeño, por lo cual la fuerza necesaria para el movimiento es también muy
pequeña.
—739
ROSCAS DE MEDICIÓN
Antes, cada fábrica construía las roscas por procedimientos propios
y especiales. Como es fácil suponer, ésto presenta el inconveniente de que
cuando había que recambiar alguna pieza fuera necesario pedir los tornillos
y tuercas a la casa constructora, casa que a veces no existía.
La gran variedad de roscas quedó simplificada y normalizada en
el Congreso Internacional de Zurich en 1898. Desde entonces pueden
prepararse roscas de medición a medidas normalizadas para confrontaciones, como calibres de roscas, etc. Las roscas no sujetas a normas
se llaman libres.
MECANISMOS DEL TORNO PARA EL ROSCADO
El roscado en el torno paralelo se efectúa siempre utilizando un
tornillo micrométrico patrón, denominado husillo patrón o también
barra de roscar. El adecuado enlace mediante engranajes, de este husillo patrón con el eje principal del torno permite obtener una gran
variedad de pasos.
A lo largo de las lecciones que usted ha estudiado, ha ido viendo
la forma en que están dispuestos todos los elementos del torno; ahora antes de pasar a estudiar el roscado y la forma de ejecutarlo, no
estará de más dar un breve repaso de los elementos dispuestos para
este fin.
En la lección 4. a vio la forma en que el movimiento de giro del eje
principal llega a la barra de cilindrar. Vio asimismo en la lección 5
que mediante la caja Norton se obtenía la variación de los avances
siendo la ordenadora del mando de las barras de roscar y de cilindrar
respectivamente, según hubiese de efectuar una u otra operación, ya
que el carro es mandado en su avance por la barra correspondiente.
Observe la figura 463 en la que se representa una caja Norton y
vea a continuación cómo puede transformarse el giro de la barra de
cilindrar en un desplazamiento del carro.
En los tornos antiguos que no llevaban caja Norton la barra de
roscar accionaba el carro tanto para roscar como para cilindrar. Después con el dispositivo Norton se obtuvo una mayor gama de avances
para las dos citadas operaciones y al propio tiempo junto con los juegos de engranajes del tablero del carro se hizo posible la utilización
—740—
Figura 463. — Esquema y funcionamiento de la Caja Norton (las líneas de trazos representan los correspondientes recorridos del movimiento de giro: 1, barra de roscar;
2, barra de cilindrar; 3, palancas; 4, paquete Norton; 5, piñones magrana desplazables: 6, piñones fijos; 7, muescas magrana; 8, rueda de salida del tren de ruedas; 9.
acoplamiento caja—barra de roscar; 10, acoplamiento caja-barra cilindrar; 11, e/e paquete Norton; 12, e/e palanca Norton.
de pasos muy largos para roscar y avances muy finos para cilindrar, ya que
los engranajes del tablero del carro reducen la relación que reciben de la
barra de cilindrar.
La figura 463 nos servirá para explicarle a usted cómo se maneja la
Caja Norton para disponer el mando de una u otra barra. Las líneas de
trazo indican los distintos recorridos del movimiento de giro.
El movimiento llega a la caja Norton por la rueda (8) de salida del
tren y según se maniobra con las palancas (3) se pondrá en acción la
barra (1) ó (2) y se podrá por consiguiente cilindrar (esquema A), labrar roscas de paso inglés (esquema B), labrar roscas de paso métrico
(esquema D), o bien labrar roscas de pasos arbitrarios (esquema C), o
sea los no previstos en la tabla de la caja, tabla que reproducimos en la
figura 464 de las páginas de esta misma lección.
FUNCIONAMIENTO DE LA CAJA NORTON
Para avances de cilindrar y refrentar
Fíjese en A de la figura 463. La palanca (3) de la izquierda desplazada a su posición M (métrico) hace desplazar el piñón (5) de la izquierda hasta acoplarlo, mediante la magrana (5) al paquete Norton, el cual
gira sobre el eje(l 1), haciendo girar a su vez el piñón de la palanca sobre el eje (12) y éste a la barra de cilindrar (2), mediante el acoplamiento (10). Obtenido el giro de la barra de cilindrar, puede procederse
al embrague de los avances de cilindrar o refrendar según convenga. Observe que la barra de roscar (1) desacoplada en (9) no gira; para ello
la palanca (3) de la derecha está en punto muerto (0) Como es natural,
para un mismo juego de ruedas, con la posición de palanca indicada, el
avance variará según el punto escogido para la colocación de la palanca
Norton, tal como puede comprobarse en la tabla de la figura 464.
Pasos Ingleses
Antes de estudiar el esquema B interesa advertir que la mayoría de
los tornos llevan el husillo patrón con un paso inglés. Es cuando tienen
esta característica que se efectúa el roscado con paso inglés de la forma
representada en el esquema B.
La palanca (3) de la izquierda, desacoplada ahora del paquete Norton, trasmite el movimiento al eje (12) por medio del piñón (6) (posición I de la palanca). Al mismo tiempo, la palanca lo transmite de nuevo
—742—
al paquete y éste, a su vez, por medio del piñón (5), ahora embragado
(posición I de la palanca de la derecha) a la barra de roscar.
En el caso de que no fuera así, es decir, que el torno tuviera rosca
en milímetros este esquema correspondería al roscado métrico, es decir,
al esquema D que ahora va a estudiar.
Pasos Métricos
El esquema D corresponde a los pasos métricos. Observe que las dos
palancas están colocadas en la posición M y cómo se trasmite el movimiento a las barras de cilindrar y de roscar.
Si el husillo patrón tuviera el paso de rosca en milímetros este esquema correspondería a la rosca con paso inglés. No creemos necesario
indicarle que en las placas fijadas junto a las palancas se indica siempre
su posición según tenga una u otra disposición, además de las instrucciones que se dan en la tabla para roscas como la de la figura 464,de las
páginas 728 y 729.
Pasos Arbitrarios
Tal como puede usted comprobar en las tablas de la figura 464 en
el torno a que corresponden, con sólo 12 combinaciones de ruedas y el
correspondiente juego de palancas se obtienen 54 pasos ingleses y 54
pasos métricos. No obstante, puede darse el caso de tener que realizar
un paso no previsto. Para ello deberá calcularse la combinación de ruedas a colocar en la guitarra y hacer que el movimiento se trasmita directamente a la barra de roscar. La posición de las palancas indicadas en el
esquema C anula por completo el paquete Norton, ya que el movimiento
se trasmite por los piñones (5) y (6) que tienen el mismo número de
dientes, y mantienen, por tanto, la misma relación que reciben.
El cálculo de las ruedas que correspondan se estudiará más adelante.
HUSILLO PATRÓN
En la figura 465 usted puede ver el conjunto caja Norton y husillo
patrón. Este husillo va montado, como usted ya sabe, paralelo a la barra
de cilindrar y está roscado con un perfil trapezoidal que sirve de pauta
o plantilla para el roscado. En efecto, el husillo patrón tiene un paso
de rosca determinado y, embragado al carro portaherramientas median—743—
Figura 465. — Conjunto caja Norton y husillo patrón.
te una tuerca especial, hace que éste pueda tallar una rosca de igual
paso que la suya, si gira a la misma velocidad que el eje del cabezal.
El arrastre del carro mediante la tuerca de roscar (fig. 466) se
logra mediante el accionamiento de la palanca (1) de forma que la
tuerca de roscar (2) que es partida, se cierra alrededor del husillo.
Tenga en cuenta que nunca debe embragarse al mismo tiempo el
dispositivo de roscar y el automático de cilindrar o refrentar. Para evitar la posibilidad de que esto ocurra muchos tornos llevan un dispositivo de seguridad que actúa blocando el uno cuando se maniobra con
el otro.
En cuanto a la posición de la palanca de roscar situada en la parte
anterior del tablero del carro lleva además una indicación de posición
para cuando está embragada.
Vea en la figura 467 una vista interior del tablero del carro del
—744—
Figura 466. — Acoplamiento de la tuerca de roscar: 1, palanca; 2, tuerca partida.
torno, en la que se pueden apreciar todos los dispositivos, algunos de los
cuales (automáticos) se explicaron en el envío 4.°, en las figuras 112,
115 y 117.
Figura 467. — Interior de un tablero de carro del modelo CUMBRE 022: 1, tuerca
partida; 2, palanca accionamiento para roscar; 3, soporte barra roscar; 4, soporte barra
cilindrar y tornillo sin fin; 5, rueda que engrana con el tornillo sin fin; 6, piñón de
la cremallera; 7, piñón del automático del transversal; 8, dispositivo del frenado del
automático de cilindrar o del de roscar según se embrague el segundo o el primero,
respectivamente; 9, guía de la tuerca partida; 10, tornillos de ajuste de la tuerca
partida.
—745—
El husillo patrón va normalmente roscado con paso inglés de 4
ó 2 hilos por pulgada y perfil trapezoidal bien con paso métrico de 4,
6, 12 ó 24 mm.
Ya se ha indicado que el husillo patrón permite la fabricación de
roscas que reproduzcan su propio paso y que, por consiguiente, no
puede hacerse un paso distinto con sólo el uso del husillo patrón. Para
ello tal como se ha dicho, hay que variar la relación existente entre el
eje del cabezal y el husillo patrón. Esto se logra con un tren de ruedas
intercambiables o con una caja de trenes deslizantes.
RUEDAS INTERCAMBIABLES
Ya en las lecciones 4 y 5 estudió usted este dispositivo. Véalo de
nuevo representado en la figura 468.
Figura 468. — Roscado con ruedas intercambiables.
Generalmente, los tornos van equipados con una serie de 21 de estas
ruedas que comprende desde la de 20 dientes hasta la de 125, aumentando
el número de dientes de 5 en 5. Disponen, además, de una rueda de 127
dientes, cuya utilidad veremos al tratar de la construcción de roscas de
pasos métricos con un torno de husillo de paso inglés o viceversa.
—746—
Recuerde que este sistema es el que se usaba en los antiguos de
un solo husillo (el de roscar) y después se utilizó y se utiliza, combinado con el dispositivo Norton.
CAJAS DE TRENES DESLIZANTES
Las modernas cajas de avances y pasos de trenes deslizantes suprimen,
casi siempre, el cálculo y montaje de ruedas para la ejecución de roscas
más corrientes y su perfeccionamiento es superior al de las clásicas Cajas
Norton. Gracias a la utilización de los trenes deslizantes múltiples ha sido
posible la gran variedad de pasos obtenidos. Su disposición es parecida
a las cajas de cambios de velocidades de los coches y en lugar de la palanca
Norton y las auxiliares de la figura 463 llevan otras pequeñas palancas
en número de 4 ó 6, que permiten roscar con un solo juego de ruedas
montado en la guitarra hasta 27 pasos diferentes.
Este sistema, que más adelante estudiará usted, es el más seguro, aunque
su fabricación resulta muy cara.
En la actualidad solamente se aplica en los tornos grandes y modernos.
—747—
MATEMÁTICAS
PARA EL TORNERO
LECCIÓN
13
CUADRILÁTEROS
Los polígonos que tienen cuatro lacios se llaman cuadriláteros. Los
cuadriláteros se clasifican en tres clases: Trapezoides, trapecios y paralelogramos.
TRAPEZOIDE
Es el cuadrilátero general irregular, es decir, que no tiene lados
¡guales y ninguno paralelo al opuesto. Compruebe en el trapezoide de
la figura 49, que el lado AB no es paralelo a su opuesto CD, ni el AC
lo es con BD.
Figura 49
Figura 50
—748—
TRAPECIO
Es el cuadrilátero que tiene dos lados opuestos paralelos y los otros
dos no lo son. Fíjese que el trapecio de la figura 50 los lados AB y CD
son paralelos, pero no lo son los lados AC y BD.
El trapecio puede ser escaleno, isósceles o rectángulo.
TRAPECIO ESCALENO
Compruebe en el trapecio de la figura 51 que el lado AC es menor
que el lado no paralelo BD, es decir, los lados no paralelos AC y BD son
desiguales. El trapecio es escaleno si tiene desiguales los lados no paralelos.
Figura 51
Figura 52
TRAPECIO ISÓSCELES
El trapecio de la figura 52 es isósceles porque sus lados no paralelos AC y BD son iguales. Así, pues, se llama trapecio isósceles el que
tiene sus lados no paralelos iguales.
TRAPECIO RECTÁNGULO
Un trapecio es rectángulo si tiene dos ángulos rectos. Observe
en la figura 53 que los ángulos BAC y CAD son rectos y fíjese que este
trapecio tiene la particularidad de ser rectángulo y escaleno a la vez,
pues sus lados no paralelos AC y BD son desiguales.
—749—
Figura 53
Figura 54
PARALELOGRAMO
Es el cuadrilátero que tiene los cuatro lados paralelos dos a dos.
El cuadrilátero de la figura 54 es paralelogramo porque sus lados AB
y CD son paralelos lo mismo que los lados AC y BD.
Los paralelogramos se clasifican en romboides, rombos, rectángulos y cuadrados.
ROMBOIDE
Es el paralelogramo que tiene los lados y ángulos ¡guales dos a
dos. Fíjese que los lados AB y CD del paralelogramo de la figura 55 son
iguales como también lo son los lados AC y BD; lo mismo ocurre con
los ángulos en A y en D y los ángulos en B y en C.
Figura 56
Figura 55
—750—
ROMBO
El paralelogramo que tiene 4 lados ¡guales y los ángulos ¡guales
dos a dos se llama rombo. Compruebe en el rombo de la figura 56 que
los ángulos en A y en C son iguales, como también lo son los ángulos
en B y en D; en cambio, los cuatro lados son todos iguales.
RECTÁNGULO
El paralelogramo de la figura 54 tiene sus cuatro ángulos iguales
y sus lados iguales dos a dos; este paralelogramo es un rectángulo.
CUADRADO
Cuando un paralelogramo tiene los 4 ángulos y los 4 lados iguales se llama cuadrado. Compruebe
que el paralelogramo de la figura 57
es un cuadrado, pues sus cuatro ángulos son iguales, como también lo
son sus cuatro lados.
Termina aquí el estudio de las
superficies limitadas por líneas recFigura 57
tas. En la próxima lección empezará a estudiar cómo se calculan las medidas de estas superficies. Antes,
estudiará la circunferencia y el círculo.
CIRCUNFERENCIA
Fíjese en la figura 58 y comprenderá la siguiente definición. La
circunferencia es una línea curva cerrada y plana cuyos puntos equidistan, es decir, están todos a igual distancia, de otro punto interior llamado centro.
CIRCULO
La parte del plano, es decir, la superficie que está cerrada o limitada por la circunferencia, se llama círculo. Compruebe en la figura 59
que mientras la circunferencia es una línea, el círculo es una superficie;
el círculo es la parte punteada y la circunferencia la línea que la cierra.
—751—
Figura 58
Figura 59
Figura 60
RADIO
Se llama radio al segmento (O A en la figura 60) que une el centro
con un punto cualquiera de la circunferencia. Todos los radios que pueden trazarse en una circunferencia son iguales, puesto que, en realidad,
radio es la distancia del centro a un punto cualquiera de la circunferen-
cia, y ya hemos dicho que todos los puntos de la circunferencia están a
la misma distancia del centro.
DIÁMETRO
Diámetro es el segmento (AB en la figura 61) que une dos puntos
cualesquiera de la circunferencia, pasando por el centro.
Compruebe en la figura que un diámetro es igual a dos radios; en
consecuencia, todos los diámetros que pueden trazarse en una circunferencia son iguales.
Figura 61
—752—
CUERDA
Cuerda es el segmento (CD en la figura 62) que une dos puntos
cualesquiera de la circunferencia; así, pues el diámetro es una cuerda
que pasa por el centro.
ARCO
La parte de circunferencia que abarca los extremos de una cuerda
se llama arco, la cuerda CD de la figura 62 forma los arcos CND y CMD.
SECANTE
Se llama secante a la recta que
corta Ja circunferencia en dos puntos sin pasar por el centro. En la f i gura 63 la secante es la recta EF
y los puntos donde corta !a circunferencia son G y H.
TANGENTE
Es la recta que toca a la cirFigura 63
cunferencia por un sólo punto, que
se llama punto de contacto o de tangencia. En la figura 63 J I es una
línea tangente y K es el punto de contacto entre la circunferencia y la
tangente.
DIVISIÓN SEXAGESIMAL DE LA CIRCUNFERENCIA
Si una circunferencia se divide en 360 partes ¡guales cada una de
estas partes serán un arco de un grado; si cada grado, es decir, si cada
una de estas 360 partes es dividida en 60 partes iguales; cada una de
estas sesenta partes, es un arco de un minuto y si un arco de un minuto se divide, a su vez, en 60 partes, cada una de estas 60 partes es un
arco de un segundo.
Estos grados, minutos y segundos son llamados sexagesimales.
—753—
DIVISIÓN CENTESIMAL DE LA CIRCUNFERENCIA
Si en vez de dividir la circunferencia en 360 partes se divide en 400
partes también ¡guales, cada una de estas 400 partes es un arco de un
grado centesimal; si cada grado centesimal es dividido en 100 partes, es
un arco de un minuto centesimal, y si a su vez, cada minuto centesimal
es dividido en 100 partes, cada una de estas partes es un segundo centesimal.
SECTOR CIRCULAR
Ya sabe usted que el círculo es la parte del plano comprendida por
la circunferencia. La parte de círculo que queda entre dos radios se
llama sector circular.
En la figura 64 el sector circular es la superficie punteada; fíjese
que dicha superficie está formada por los radios a y b y el arco CD.
Figura 64
Figura 65
SEGMENTO CIRCULAR
Es la parte de círculo comprendida por una cuerda y su arco correspondiente. La parte punteada de la figura 65 es un segmento circular.
Interesa tener en cuenta que el radio que esté perpendicular a la
cuerda divide al segmento en dos partes ¡guales. En la figura 65 AB es
la cuerda y O el radio; compruebe que por ser cuerda y radio perpendiculares, el segmento AB queda dividido en dos partes iguales.
—754—
CORONA CIRCULAR
Es la parte del círculo comprendida por dos circunferencias concéntricas. Dos circunferencias son concéntricas cuando tienen el mismo
centro y distinto radio. Compruebe que, de acuerdo con estas definiciones, las dos circunferencias de la figura 66 son concéntricas. La parte
sombreada de dicha figura es una corona circular.
Figura 67
Figura (¡6
TRAPECIO CIRCULAR
Trapecio circular es la parte de corona circular comprendida por
dos radios; en la figura 67 la superficie punteada es un trapecio circular.
—755—
Tomo 14
práctica
torneado
LECCION
En esta asignatura va usted a estudiar unos ejemplos de aplicación
práctica de los conocimientos dados a lo largo del curso. Primeramente
estudiará ejemplos de mecanizado de piezas sencillas y después, de
piezas más complicadas y de más difícil realización.
RECOMENDACIONES GENERALES PARA LOS TRABAJOS
DE TORNEADO
Cuando el tornero va a proceder al mecanizado de una pieza cuyo
plano se le ha entregado, debe tener una idea clara de lo que ha de
hacer y de los elementos que necesita, tales como material, herramientas, calibres y sobre todo, del proceso a seguir para la ejecución de las
diferentes operaciones, pues según el método empleado aumentarán o
disminuirán las dificultades del trabajo, asi como la posibilidad del
buen acabado de la pieza.
Antes de presentar un ejemplo práctico, señalaremos lo que ha de
considerar el tornero cuando ha de proceder a realizar un trabajo cualquiera de torneado. Ante todo, conviene que dedique el tiempo necesario para estudiar el trabajo y pensar la forma de ejecutarlo, ya que cada
pieza a mecanizar reunirá unas determinadas condiciones o tendrá unas
características particulares; así, por ejemplo, en algunas interesará que
—757—
F. kg X V metros/min.
Potencia útil en CV =
75X60
también estudiada en la lección 12 de TÉCNICA DEL TORNEADO, sabremos la potencia necesaria. Si esta potencia calculada es superior a
la del torno disminuiremos la velocidad o bien la profundidad de pasada
o del avance.
Cabe señalar que, prácticamente, no se efectúa este cálculo, ya
que las máquinas van equipadas con un amperímetro que indica la potencia que desarrolla la máquina en cualquier momento. Puede establecerse que cada 3 amperios que marca el amperímetro corresponden
a 1 CV., de lo que se deduce que en un torno de 3 CV de potencia no
pueden sobrepasarse los 9 amperios sin peligro de recalentar el motor
y someter la máquina a unos esfuerzos peligrosos. Además, cuando el
tornero tiene una cierta práctica y conoce perfectamente la máquina,
sin necesidad de cálculos aproxima bien las velocidades y pasadas que
debe utilizar.
FIJACIÓN DE LA PIEZA Y DE LAS HERRAMIENTAS
Suponga usted que, para la fijación de la pieza, tiene el plato universal colocado y puestas las garras en la posición adecuada.
Fijamos la pieza en el plato, como se ve en A de la figura 2, y
colocamos en la torreta dos herramientas, una del tipo de cuchilla y
otra del tipo acodada de cilindrar, según los tipos indicados en la figura 402 de la lección 1 1, de TÉCNICA DEL TORNEADO, centrándolas
como ya se ha explicado en la lección correspondiente.
Una vez efectuada la fijación según A de Ja figura 2, y colocadas
las herramientas en la torreta, procedemos a la selección de la marcha,
poniendo las palancas o selectores para obtener el número de revoluciones deseado. Si no coinciden las velocidades de la máquina con las
deseadas, colocaremos la más aproximada por defecto, a menos que la
superior fuera muy aproximada. Asimismo, colocaremos la palanca de
los avances para trabajar con el automático en la posición adecuada.
PRIMERA OPERACIÓN
La primera operación (B de la figura 2) se efectúa con la herramienta 2, fijando el carro y poniendo el automático de refrentar. Se dan
—760—
Figura 2
tres pasadas, dos de desbaste y una de acabado; esta última arrancando poco material, para dejar un acabado fino y a la medida de 63 mm. El
retroceso de la herramienta se hace desembragando el automático y retrocediendo a mano.
SEGUNDA OPERACIÓN
Seguidamente se gira la torreta encarando la herramienta 1, según C de la figura 2. Se acerca la herramienta haciendo un corte la
—761—
mano para colocar la herramienta con la profundidad de pasada precisa,
que en este caso será de 3 milímetros. El avance elegido es de 0,15 mm.
A continuación, se embraga el avance longitudinal automático y de
esta forma se dan las pasadas que hagan falta para obtener la cota debida. Al final de la carrera se desembraga y se retira la herramienta a
mano, refrentando la cara de la valona.
TERCERA OPERACIÓN
Para el acabado (D de la fig. 2) procederemos al cambio de la velo
cidad y daremos las pasadas disminuyendo el avance a 0,1 mm. El procedimiento en cuanto a la forma de efectuar la operación es el mismo
que para el desbaste; la única diferencia consiste en que ha de comprobarse la medida para tener ¡dea de las vueltas o fracciones de vuelta
que hay que dar a la manivela del husillo. Esta comprobación se efectúa
con facilidad ya que, como usted sabe, el husillo lleva un micrómetro o
nonio (fig. 85 de la lección 3 de técnica del torneado) para controlar
dichos desplazamientos.
ULTIMAS OPERACIONES
Seguidamente, giraremos la torreta para efectuar el chaflanado,
según se indica en E de la figura 2. El avance y pasada se hará a mano.
Seguidamente se procede al cambio de posición de la pieza y se
pasa a efectuar las operaciones F, G, H e I, cuyo proceso es el mismo
que para las anteriores, pero cambiando el número de revoluciones para
obtener la velocidad de corte conveniente.
El mecanizado de esta pieza se habrá efectuado con refrigeración abundante y continua, a fin de obtener un rendimiento óptimo en el corte y
de duración del filo de la herramienta, así como para evitar el excesivo
calentamiento de la pieza y de la herramienta. El líquido refrigerante
utilizado normalmente es taladrina.
—762—
técnica torneado
LECCIÓN
Ya vio usted al final de la lección anterior que el roscado en el
torno paralelo puede ejecutarse valiéndose de las cajas de roscas y avances (figura 469), llamadas también de trenes deslizantes o de los trenes
Figura 469. — Vista interior de una caja de roscas y avances
—763—
Figura 4 7 0 .
—
Tren
de
ruedas
intercambiables.
de ruedas intercambiables (fig. 470), conocidos asimismo con el nombre de engranajes de enlace rígido. En este último caso hay que proceder al cálculo de los diferentes montajes de trenes de ruedas con sus
respectivos números de dientes. Vamos a estudiar ahora cómo se efectúa este cálculo, dejando para una próxima lección el estudio del procedimiento citado en primer lugar.
Interesa advertir que para el cálculo de las ruedas es necesario que
usted domine perfectamente cuanto estudió en MATEMÁTICAS PARA
EL TORNERO, sobre la divisibilidad de los números, números primos,
máximo común divisor y simplificación y transformación de quebrados.
EQUIPO DE RUEDAS
Un equipo completo de ruedas comprende:
* Todas las ruedas, de diente en diente, desde 15 a 30 dientes.
* Todas las ruedas, de cinco en cinco dientes, desde 30 a
100 dientes.
* Las ruedas de 100, 110, 120 y 125 dientes y, en la mayoría,
de los casos, la de 127 para ¡a construcción de roscas de paso inglés en
tornos de husillo patrón con paso métrico o viceversa.
-764—
Debe advertirse que es muy poco frecuente el caso de que un
torno disponga de todas estas ruedas. Como pudo usted observar en la
figura 464 de la lección anterior, en la placa correspondiente se indican
siempre las ruedas de las que es posible disponer.
Cabe señalar, además, que la cantidad y las especiales características del torno reducen el número de ruedas, pues con un torno moderno es posible obtener hasta 120 pasos distintos con sólo una pequeña
cantidad de ruedas y su correspondiente caja Norton, y aún algunos,
con una palanca auxiliar en el cabezal, permiten hasta 27 pasos distintos sin necesidad de cambio alguno en el tren de ruedas.
ESTABLECIMIENTO DE LA FORMULA INICIAL
Si usted observa la figura 106 de la lección 4 verá que, entre los
dos elementos a considerar, eje principal y husillo patrón, van intercalados el mecanismo inversor del avance y el tren de ruedas propiamente
dicho.
El mecanismo inversor del avance no tiene, generalmente, multiplicación alguna, es decir, el piñón de salida del inversor da las mismas
vueltas que el eje principal.
Sobre el mismo eje de la rueda de salida del inversor se monta la
primera rueda receptora o conductora del tren de ruedas, y sobre el
husillo patrón, la última rueda conducida del tren; lo que ha de calcularse es que la relación entre estas dos ruedas sea tal que el husillo
patrón gire en la proporción conveniente con el eje principal, con el
fin de poder conseguir el paso de rosca deseado.
Observe, para una mayor claridad, la figura 471.
Las ruedas Z1 y Z2 tienen el
mismo número de dientes; suponga usted que son 75. La relación de
multiplicación entre ambas ruedas
es, pues:
Figura 471. — Roscado con paso igual
al husillo patrón.
Por consiguiente, las dos ruedas dan el mismo número de vueltas.
Si se da a la barra de roscar una vuelta, el carro avanza arrastrado
por la llamada tuerca partida del tablero del carro, 6 mm; en el mismo
—765—
tiempo da una vuelta el eje principal y, por consiguiente, la pieza que se
está roscando. La herramienta va roscando una rosca de 6 mm de paso,
es decir, que se tiene en este caso:
Paso de la rosca que se mecaniza
Paso del husillo patrón
6 mm
1
6 mm
1
Deduciremos de aquí la fórmula inicial que quedará establecida
como sigue:
Paso a construir
Paso del husillo patrón
Nº. de dientes de la rueda conductora
N.° de dientes de la rueda conducida
que para el ejemplo de la figura 471
es;
6
75
6
75
Establecida la fórmula inicial,
estudiaremos el caso representado
en la figura 472, en la que se indica el paso a construir y el paso
del husillo patrón:
Figura 472. — Roncado de un paso menor que el del husillo.
Paso a construir
2 mm
1
Paso del husillo patrón
6 mm
3
1
La multiplicación de las ruedas habrá de ser de — . Mientras la
3
rueda conductora Z, dé tres vueltas, la rueda conducida Z2 habrá de
dar una sola. La pieza que se ha de roscar dará tres vueltas mientras la
—766—
herramienta avanzará una vuelta del husillo (6 mm.) A estos 6 mm
corresponden tres pasos del filete de la rosca a construir.
Un juego de ruedas que cumplan esta multiplicación será, por
ejemplo, el siguiente:
puesto que cumplirá la condición establecida por la fórmula inicial:
Reducidos ambos quebrados a la mínima expresión, tendremos:
Vea ahora, para una mejor comprensión, desarrollado con todo detalle, el mismo ejemplo de la figura 472.
Se trata de tornear una rosca métrica de Ø 16 mm El husillo
patrón tiene un paso de 6 mm Tal como usted puede comprobar en la
tabla 10 de la lección 11 de CONOCIMIENTOS GENERALES, a una
rosca métrica de 0 16 mm le corresponde un paso de 2 mm
1
Simplificando este quebrado resulta —
3
1
La fracción mínima — puede transformarse sin alterar su valor,
3
—767-
multiplicando numerador y denominador por un mismo número, de
modo que los resultados de las dos multiplicaciones serán iguales a
los números de dientes de las ruedas (por ejemplo: 20, 25, 30, 40, etc.).
a)
Multiplicación por 20:
Z1 = 20 dientes, Z2 = 60 dientes.
b)
Multiplicación por 25:
Z1 = 25 dientes, Z2 = 75 dientes.
c)
Multiplicación por 30:
Z1 = 30 dientes, Z2 = 90 dientes.
d)
Multiplicación por 40.
Z1 = 40 dientes, Z2 = 120 dientes.
Quede entendido que pueden haber tantas combinaciones como
ruedas de que se disponga, siempre que cumplan la relación de multiplicación establecida.
En el caso de que el mecanismo inversor del avance tuviera multiplicación en sus engranajes, esta multiplicación afectaría al cálculo, tal
como va a ver a continuación:
1
Si la multiplicación del inversor fuera, por ejemplo—, la fórmula
2
quedaría modificada así:
—768—
Paso a construir
1
Z1
Paso husillo patrón
2
Z2
y para el caso a) el ejemplo sería:
Naturalmente, no siempre se presenta un caso tan sencillo como
el del ejemplo y, además, la distancia del eje del cabezal (rueda conductora) al husillo (rueda conducida) es demasiado grande para que
puedan unirse solamente con un par de ruedas.
Entonces pueden presentarse
dos casos:
1.° Enlazar las dos ruedas con
otra intermedia, puesto que
no cambiará la relación calculada (figura 473).
2.° Montar trenes de ruedas con
juegos de 4 ó 6.
En el segundo caso, la mitad
serán ruedas conductoras y la otra
mitad ruedas conducidas, transformándose entonces la fórmula ini- Figura 473. — Montaje con rueda intermedia.
cial:
Paso rosca
N.° de dientes de la rueda conductora (unida al eje)
Paso husillo
N.° de dientes de la rueda conducida (unida al husillo)
en la siguiente:
Paso de rosca
AxCxExG
Paso del husillo
BxDxFxH
—769—
Las ruedas A, C, E, G indican
siempre las conductoras accionadas
por el árbol principal, y las letras
B, D, F, H las ruedas conducidas
que accionan el husillo patrón. El
cálculo que se efectúa en este caso
(fig. 474) lo verá usted más adelante.
COLOCACIÓN DE LAS RUEDAS
PARA EL ROSCADO
Acabamos de indicar que la
distancia entre ejes (árbol principal
y husillo patrón) raramente permite
un montaje con dos ruedas; para
ello se utiliza la denominada guitarra o cabeza de caballo, sobre la
cual se monta una rueda intermediaria. El número de dientes de esta
rueda intermediaria puede ser cualquiera, pues no modifica en absoluto la relación de transmisión.
Si el montaje con tres ruedas
ha invertido el sentido inicial del
avance, éste se establecerá mediante el cambio de la palanca del mecanismo, inversor del avance.
LA GUITARRA
La guitara (fig. 475) es, tal
como se deduce de lo dicho, la pieza soporte del tren de ruedas.
Montadas la rueda conductora en el
eje de salida del inversor (que actúa
como eje del cabezal) y la rueda
conducida sobre el eje de la caja
Norton (que forma una sola pieza
Figura 475. — Guitarra, llamada también
lira o cabeza de caballo: 1, Eje de salida del inversor; 2, Eje del husillo patrón; 3, Guitarra; 4, Turrión, eje del piñón intermedio; 5, Ranuras para desplazamiento de los turriones; Z1 Rueda
conductora; Z2 Rueda conducida; Z3,
Rueda intermedia.
—770—
con el husillo patrón), se montan en la guitarra las ruedas intermedias
que puede ser una como en el caso de tren de 3 ruedas, o cuatro en el
caso de tren de 5 ruedas.
Para asegurarse mejor de la disposición de la guitarra, puede estudiar la figura 475, juntamente con la 107 de la lección 4 y comprobará perfectamente que va montada sobre un piñón de la caja Norton
de forma que bascula, describiendo un amplio radio. En sus distintos
brazos lleva unas ranuras destinadas a recibir los turriones, que actúen
como ejes de las ruedas intermedias de manera que, debido a la forma
y iongitudes de tales ranuras, pueden montarse en la guitarra todos los
trenes de ruedas que se precisen para roscar los pasos indicados en la
tabla de cada torno, y, además, una gran cantidad de pasos libres.
Figura 476. — Montaje de los turriones ejes de las ruedas intermedias: 1, Guitarra;
2, Turrión; 3, Espiga de fijación del turrión; 4, Tuerca de fijación; 5 y 6, Ruedas;
7, Pomo de blocaje de las ruedas; 8, Anillo separador.
Vea en la figura 476 cómo el turrión-eje lleva en un extremo dos
planos que se colocan en la ranura, evitando así su giro. Sobre el turrión se montan una o dos ruedas, según convenga, con un anillo separador entre las dos. En el caso de que se monte solamente una rueda,
se coloca en lugar de la otra un anillo, para que el pomo (7) pueda
continuar blocando el conjunto evitando su salida.
—771—
PRECAUCIONES A TOMAR EN LA COLOCACIÓN DE LAS RUEDAS
Debe tenerse siempre en cuenta que, cuando se procede al cambio
de ruedas, el operario se halla apartado de los mandos; por consiguiente,
se asegurará de que el torno no se ponga en marcha mientras esté
manipulando con las ruedas, pues los dientes pueden aplastarle los dedos. Asimismo, cuidará de que no le queden sujetos, entre los dientes
los puños de las mangas del vestido ni ningún trapo suelto. Una buena
precaución consiste en desconectar la máquina.
Otra precaución a tomar es engrasar ligeramente los turriones,
para que el deslizamiento de las ruedas al girar sea suave.
La posición de las ruedas y su engranaje se hace a vista, más o
menos ajustada. Tenga en cuenta que si una rueda engrana con la otra
de forma muy ajustada, pueden romperse los dientes. Debe dejarse
siempre una cierta holgura o juego entre ellos para que no se "claven"
Este juego, claro está, tampoco puede ser excesivo.
Figura 477. — Comprobación de la holgura entre dientes.
En la figura 477 se muestra la forma de comprobar que el juego
entre dientes es el adecuado. Se sostiene con una mano una de las ruedas, y a la otra rueda se le da, con la otra mano, un ligero movimiento
de vaivén, debiendo haber un juego entre los dientes de, aproximada—772—
mente, 0,4 mm Una vez comprobado el juego, se procede a fijarlas
en esa posición mediante la tuerca 4 de la figura 476.
Como observación importante haremos notar que, siempre que sea
posible, debe montarse una rueda conductora en el árbol principal
(o salida del inversor) del mayor número de dientes que el cálculo
permita, pues esta precaución aumenta siempre la exactitud del roscado.
DIFERENTES CASOS QUE PUEDE PRESENTAR UN ROSCADO
La determinación de las ruedas de roscar, puede presentar, además, otra dificultad, la más corriente, que es la de tener que efectuar
una rosca de paso, en milímetros, en un torno cuyo husillo patrón sea
de paso inglés o sea, en hilos por pulgada.
A continuación relacionamos cuatro casos distintos:
1.° El paso a roscar es en milímetros y el husillo patrón tiene el paso
en milímetros.
2° El paso a roscar es en pulgadas y el husillo patrón tiene el paso
en pulgadas.
3° El paso a roscar es en milímetros y el husillo patrón tiene el paso
en pulgadas.
4.° El paso a roscar es en pulgadas y el husillo patrón tiene el paso
en milímetros.
RESOLUCIÓN DEL PRIMER CASO
Cuando el paso de rosca a tallar es en milímetros y el husillo patrón tiene el paso en milímetros, el cálculo de las ruedas es, como hemos
visto, muy sencillo; es, en realidad, el más sencillo de todos cuantos
pueden presentarse y se resuelve aplicando la fórmula que ya conocemos, o sea:
PASO DE ROSCA
Paso husillo
RUEDA CONDUCTORA
Rueda conducida
ROSCADO CON TRENES DE 2 Y 3 RUEDAS
1.er Ejemplo: Se trata de tallar una rosca de paso 2'5 mm en
torno, cuyo husillo patrón tiene 10 mm de paso.
—773—
PASO DE ROSCA
Fracción inicial =
2'5
=
Paso husillo
1
= —
10
4
Multiplicando los términos de la fracción por 20 se tiene:
N.° de dientes de la rueda del eje principal (Conductora)
N.º de dientes de la rueda del husillo (Conducida)
ó multiplicando por 25:
ó multiplicando por 30:
Si las ruedas de 20 y 80 dientes o las de 25 y 100 o las de 30 y
120 forman parte de la serie de ruedas del torno cada una de estas
parejas de ruedas responden a la solución buscada.
2.° Ejemplo. — Se tiene que ejecutar un tornillo de 4 mm. de
paso en un torno cuyo husillo patrón tiene 6 mm. de paso.
PASO DE ROSCA
Fracción inicial =
Paso husillo
4
2
= — = —
6
3
Transformando esta mínima expresión multiplicando sus términos
por 10, 20, 30, 40, etc. sucesivamente se tiene
-774—
Conductora
20
=
Conducida
40
=
30
60
=
60
80
=
90
= etc.
120
Con cualquiera de estos pares
de ruedas se podrá tallar la rosca
de 4 mm. en el torno objeto del
-ejemplo (figura 478), si es que se
dispone de ruedas con dichos números de dientes.
PRUEBA DE LA COMBINACIÓN
CALCULADA
Para efectuar la prueba de una Figura 478. — Rascado con tren de dos
ruedas.
combinación de ruedas la regla exige,
que para hallar el paso a construir, se halla el producto de la fracción que
representa el equipo de ruedas por el paso del husillo patrón, o dicho
más claramente, multiplicando las ruedas conductoras por el paso del
husillo patrón y dividiendo el resultado obtenido por las ruedas conducidas, tal como se indica en la siguiente fórmula:
Ruedas conductoras
Paso a construir =
X Paso del husillo patrón
Ruedas conducidas
Vea su aplicación en los siguientes ejemplos:
3.er Ejemplo. — Construir una rosca de paso 1,75 mm en un tomo
con husillo patrón de 7 mm.
—775—
25x7
Prueba: p =
= 1,75 que es el paso a construir:
100
4.° Ejemplo. — Construir una rosca del paso 3,2 mm con husillo
patrón de 8 mm.
Resulta que no tenemos ruedas de 32 dientes. Reducimos entonces
la fracción a su más mínima expresión dividiendo sus dos términos
por 16.
Podemos ahora obtener los siguientes trenes de ruedas;
5.° Ejemplo. — Se desea hacer una rosca de 3,125 mm con un
husillo patrón de 10 mm
Una regla a recordar para este tipo de cálculo es la siguiente:
Cuando el paso a construir tiene como parte decimal 25,75 ó 125
se pueden simplificar los cálculos multiplicando los dos términos por 8
—776—
Tendremos entonces:
Hemos procurado calcular pasos que dieran lugar a diversos casos
de cálculo; aunque en la práctica estos pasos con fracción decimal
no son corrientes; a lo sumo, la fracción decimal es 0,5 mm , como
puede observarse en la tabla 10 del envío 11.
Asimismo, todos estos pasos y trenes de ruedas calculados para
dos ruedas pueden hacerse con un tren de 3 ruedas, pues, como usted
ya sabe, la relación calculada no varía cualquiera que sea el número
de dientes de la rueda intermedia, siendo su finalidad principal la de
enlazar el eje principal y el husillo patrón demasiado alejados para
sólo dos ruedas.
ROSCADO CON TREN DE 4 RUEDAS
El roscado con dos o tres ruedas no siempre es posible porque da
lugar, tanto a combinaciones de ruedas que no existen en el equipo,
como a imposibles de montaje. Puede entonces recurrirse al montaje
con 4, 6 y 8 ruedas si hay posibilidad de poderlas montar en la guitarra, pues permiten relaciones mucho menores o mucho mayores entre el paso a ejecutar y el del husillo patrón del torno.
1.er Ejemplo. — Construir un tornillo con una rosca de paso de
0,5 mm. en un torno con husillo patrón de 10 mm
Observe que a la fracción mínima resultante no podemos multiplicarle por 5, 10, 15, etc., pues nos dará siempre una combinación de
ruedas que no poseemos debido a la gran desproporción del quebrado.
Puede hacerse entonces una doble combinación de ruedas, haciendo
uso de 4 de ellas, para lo cual la fracción mínima se descompone en el
producto de otras dos, cosa que se puede hacer descomponiendo cada
—777—
uno de ios términos de la fracción en el producto de dos factores y
tomando estos factores como términos de las nuevas fracciones, en el
caso presente se hace así:
Los términos de estas nuevas fracciones se pueden ahora multiplicar por los números 10, 15, 20 y 25, etc., para tener los números
de dientes de los dos pares de ruedas. Así, por ejemplo, multiplicando
por 20 se tiene:
Esta solución no es buena porque hay dos ruedas de 20 dientes en
la combinación y, generalmente, en el equipo de los tornos no se encuentran ruedas duplicadas.
Como se puede tratar cada una de las fracciones factores separadamente se pueden multiplicar los términos de la primera por 30, y los
de la segunda, por 20, y se tiene:
Prueba:
Combinando las cuatro ruedas como muestra la figura 479 conseguimos la reducción deseada de la siguiente forma:
—778—
Figura 479. — Roscado con tren de cuatro ruedas.
La rueda de 30 dientes engranará con la 120; girando a la misma
velocidad que ésta rodará la segunda conductora de 20 dientes; la cual
engranará con la de 100. Por consiguiente, el giro del husillo con respecto
1
al giro de la pieza queda reducido a
.
20
Hecha la comprobación del paso, hagamos ahora la comprobación
de la reducción.
Cada vuelta de la pieza corresponde a una vuelta de la primera
rueda de 30 dientes, esta rueda actúa sobre la conducida de 120 dientes. Por tanto, reduce su giro a 120:30 = 4. O sea, la rueda de 30
dientes ha de dar 4 vueltas para que la de 120 dé una sola.
Si el husillo patrón tiene 10 mm de paso, reduciendo su giro se4
gún la relación — dará a la herramienta un avance de 10:4 = 2,5 mm
1
por cada vuelta de la pieza.
Este avance de 2,5 mm debe reducirse todavía a 0,5. La nueva
relación será, 2,5:0,5 = 5, o sea, una quinta parte.
Lo conseguimos con la rueda de 20 dientes (segunda conductora)
que va montada junto a la de 120, es decir, que una vuelta de la de
120 dientes equivale a una vuelta de la de 20 dientes. Engranada ésta
con otra de 100 dientes (segunda conducida) quedará reducida la última velocidad hallada a una quinta parte y, por tanto, el giro a:
—779—
2.° Ejemplo. — Efectuar el paso de 3,5 mm con un husillo patrón
de 10 mm
Multiplicando la primera fracción por 30 y la segunda por 10:
Prueba:
3.er Ejemplo. — Construir el paso de 0,5 con un husillo de 12 mm
de paso:
Multiplicando la primera fracción por 15 y la segunda por 30:
—780—
ROSCADO CON 6 RUEDAS
Ocurre a veces, que ninguna combinación de 4 ruedas resulta
adecuada para la ejecución del paso dado; en este caso resulta obligado
montar en la guitarra un segundo par de ruedas usando en total 6 ruedas (fig. 480).
Figura 480. — Roscado con tren de seis ruedas. — Z1, Z2 y Z3, Ruedas conductoras. —
C1, C2 y C3, Ruedas conducidas.
1 er Ejemplo. — Construir el paso de 76,5 mm con un husillo patrón de 10 mm.
Dividiendo la última fracción por 2 resulta
—781—
En esta solución nos encontramos con tres ruedas de 50, por lo
cual habremos de transformar las fracciones hasta encontrar una combinación de ruedas que se tenga en el equipo del torno. Tenga usted
en cuenta que estas transformaciones pueden hacerse multiplicando
o dividiendo por un mismo número uno de los factores del numerador y otro del denominador. Así, en este caso, multiplicando por 1'5
los primeros factores del numerador y denominador, se tiene:
Todavía se tienen dos ruedas de 50 dientes. Dividiendo por dos
el segundo factor de cada uno de los términos (90 y 50) se obtiene la
nueva combinación:
Hagamos la prueba de esta última combinación y se tiene:
Prueba:
Fíjese en que todos los cálculos que se hacen tienen por objeto
transformar las fracciones en otras del mismo valor, pero cuyos términos sean distintos, unos de otros, e iguales al número de dientes de una
de las ruedas que se tienen.
Hasta ahora en las transformaciones que se han hecho, solamente
se ha empleado el sistema de multiplicar o dividir por un mismo número un factor de cada uno de los términos y, precisamente, el que
ocupa el mismo número de orden en la fracción, que, a veces, resultan
cómodas para llegar a un resultado útil, entre estas operaciones se emplean, por su comodidad, el aumentar en la misma proporción un número de cada uno de los términos, por ejemplo: aumentando en 1/2
—782—
(un medio )de su valor los números 50 y 20, en la combinación (1) se
hubiese obtenido también la combinación (2) como puede ver usted:
Si interesa, para llegar más rápidamente a un resultado, las operaciones de multiplicar, dividir o aumentar proporciónaImente, pueden hacerse
en dos números, uno del numerador y otro del denominador, aunque no
ocupen el mismo lugar. Así, por ejemplo, partiendo de la fracción (2) y
aumentando 1/3 a los números 90 y 30, y aumentando 1/5 a los números
75 y 50, se obtiene una solución correcta, así:
2.° Ejemplo. — Construir un paso de 336 mm con un torno de
husillo patrón de paso 12 mm :
Multipliquemos la primera fracción por 15, la segunda por 20 y la
tercera por 25; tendremos entonces:
—783—
60 70 50
60x70x50
— x — x— =
15
20 25
15X20X25
Multipliquemos seguidamente 50 por 2, y 15 por 2.
60x70x100
AxCxE
30x20x25
BxDxF
Para facilitarle su trabajo insertamos la tabla 29, en la que se
indican los trenes de 4 ruedas para el roscado de pasos métricos en
tornos con husillo patrón de pasó 5, 6 y 8 mm.
ROSCADO CON 8 RUEDAS
El roscado con 8 ruedas se hace en las mismas condiciones que
el de 6 ruedas, si bien en la práctica es difícil que se encuentre usted
con este caso, pues, como es natural, la resistencia de los elementos
de torno también limita los pasos a ejecutar.
Para su montaje se coloca en la guitarra del torno un cuarto par
de ruedas, y se descompone la fracción inicial en otra fracción suplementaria más.
PASOS INGLESES
Las medidas que se utilizan en casi todos los países de lengua
inglesa obligan, para la ejecución de los roscados, a cálculos particulares, algo más complicados que para las medidas métricas, es decir:
las del sistema Métrico Decimal.
Parece ser que algunos de los países de habla inglesa están decididos a adoptar el sistema métrico de utilización internacional. De todas
maneras parece muy lejano el día en que se unifique en todo el mundo
el sistema de pasos y medidas, por lo que usted deberá aplicarse muy
especialmente en la resolución de estos casos, ya que, además, en España, por paradoja, casi todos los tornos se construyen con husillo patrón
cuyo paso viene dado en fracciones de pulgada inglesa.
—784—
—785—
La mayor dificultad proviene de que la medida más utilizada en
Inglaterra (en mediciones mecánicas) es la pulgada y sus correspondientes fracciones.
Ya sabe usted que una pulgada equivale a 25,4 mm. y que las roscas de paso inglés se nombran siempre por el número de hilos o filetes
por pulgada.
De los distintos casos que pueden presentarse en el roscado, según
hemos visto anteriormente, los tres últimos son motivados por esta
particularidad:
2.º
Paso a tallar en pulgadas; husillo patrón en hilos por pulgada.
3.º
Paso a tallar en milímetros, husillo patrón en hilos por pulgada.
4º:
Paso a tallar en pulgadas; husillo patrón con paso en milímetros.
RESOLUCIÓN DEL 2. a CASO
1.er Ejemplo. — Se trata de tallar una rosca con paso de 12 hilos
por pulgada, en un torno cuyo husillo tiene paso de 4 hilos por pulgada
(figura 481):
Para convertir este quebrado en otro equivalente, deben dividirse
ambos quebrados entre sí:
Multiplicando numerador y denominador por 5 :
—786—
Figura 481. — Roscado del 1.º ejemplo
Paso a tallar = 12 hilos/1" = 1/12.
Paso husillo = 4 hilos/1" = 1/4.
y también valdrán las siguientes combinaciones:
—787—
Ejemplo n.° 2. — Construir un paso de 8 hilos por pulgada en un
torno de husillo patrón de 2 hilos por pulgada.
Multiplicando:
También, como en la resolución del primer caso, pueden presentarse ocasiones en que haya de acudirse a la combinación de 4 ruedas
o más. En todos ellos se procede de igual manera que hemos explicado
para el primer caso.
3.ei Ejemplo. — Se trata de
tallar una rosca de 24 hilos por pulgada, en un torno cuyo husillo patrón tiene un paso de dos hilos por
pulgada.
Procedemos a descomponer el
quebrado:
Figura 482. — Roscado del 2° caso,
3.° ejemplo con tren de cuatro
ruedas
—788—
Multiplicamos la primera fracción por 10 y la segunda por 30
Combinando las ruedas de igual manera que hemos visto para el
primer caso, resolveremos este roscado. Observe a este respecto la f i gura 482
OBSERVACIÓN IMPORTANTE
Cuando el paso a construir sea muy superior al del husillo, por ejemplo,
más de cuatro veces, para evitar que éste tenga que girar tan rápido (mucho
más que el cabezal) se puede adoptar la siguiente solución: se monta una
polea en el husillo y se hace que el motor transmita el movimiento a esta
polea, en vez de a la polea del cabezal. Es decir, desde el motor se transmite
el movimiento a la polea que hemos montado en el husillo.
De esta forma, el husillo girará más lento que si el movimiento se
transmitiese a través del cabezal, como es lo normal. El cabezal girará
igualmente porque las ruedas de la guitarra le transmiten el movimiento.
Naturalmente, esto no siempre se puede hacer, pues la mayoría de los
tornos no están previstos para estos arreglos.
—789—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
ÁREA
Área es la medida de una superficie. Usted sabe que superficie
es la extensión considerada en dos dimensiones, latitud y longitud. Pues
bien, área de una superficie es la medida de su extensión.
MEDIDA DE SUPERFICIE
Por medir una superficie se
entiende hallar las veces que esta
superficie contiene a otra superficie tomada como unidad. En la f i -
gura 68 el área de ABCD será las
veces que contienen a 2 si se toma
a 2 como unidad.
La unidad de medida que sueFigura 68
le emplearse es el metro cuadrado,
o sea, la superficie de un cuadrado cuyos cuatro lados miden, cada
uno, un metro. En mecánica suele tomarse el centímetro o el milímetro cuadrado.
—791—
TEOREMA DE PITACORAS
Antes de entrar en el estudio del cálculo de las áreas, vamos a
estudiar el llamado teorema de Pitágoras; este teorema tiene su aplicación en los triángulos rectángulos.
Usted recuerda que un triángulo es rectángulo cuando uno de
sus ángulos es recto; asimismo recuerda que los dos lados que forman el ángulo recto de un triángulo rectángulo se llaman catetos, y
que el lado opuesto al vértice del
ángulo recto se llama hipotenusa.
En el triángulo rectángulo de la f i Figura 69
gura 69 está claramente indicada
la denominación de sus lados.
Importa que usted lo recuerde
para comprender el teorema de Pitágoras, que dice: la suma de los
cuadrados de los catetos es igual
al cuadrado de la hipotenusa.
Fíjese en el triángulo de la f i gura 70; el cateto b mide 4 centímetros, el cateto c mide 3 centíFigura 70
metros y la hipotenusa a mide 5
centímetros. El cuadrado del cateto
b es 4 X 4 = 16; el cuadrado del cateto c es 3 x 3 = 9, y el cuadrado
de la hipotenusa a es 5 X 5 = 25. Compruebe ahora, que sumando los
cuadrados de los catetos 16 y 9, el resultado de la suma es 25, o sea,
igual al cuadrado de la hipotenusa, que es 25.
Esto ocurre en todo triángulo rectángulo y se expresa con la siguiente fórmula:
a2 = b 2 +c 2 , es decir, el cuadrado de la hipotenusa es igual al cuadrado de un cateto más el cuadrado del otro cateto.
De lo visto se deduce que la hipotenusa es igual a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los catetos.
Compruebe que así ocurre en el triángulo rectángulo de la f i gura 70. La suma de los cuadrados de Jos catetos b y c es 25 y la raíz
cuadrada de 25 es 5, es decir, exactamente la medida de la hipotenusa a.
—792—
Con la siguiente fórmula se da a entender este caso:
que se lee la hipotenusa es igual a la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los catetos.
Otra particularidad que se deduce del teorema de Pitágoras es
que un cateto es igual a la raíz cuadrada de la diferencia entre el cuadrado de la hipotenusa y el cuadrado del otro cateto.
El cuadrado del cateto b es 16 y el cuadrado de la hipotenusa a
es 25, restados 16 de 25, quedan 9; la diferencia entre el cuadrado de
la hipotenusa y el cuadrado del cateto b, es, pues, 9; la raíz cuadrada
de 9 es 3, exactamente la medida del cateto c.
Compruebe que lo mismo ocurre con el cateto c; el cuadrado de
este cateto es 9 y restado 9 de 25, cuadrado de la hipotenusa, resulta
ser 16 la diferencia entre el cuadrado del cateto c y el, cuadrado de la
hipotenusa a; la raíz cuadrada de 16 es 4, exactamente la medida del
cateto b.
Esto queda expresado con las fórmulas:
es decir, en la primera fórmula el cateto b, es igual a la raíz cuadrada de la
diferencia entre el cuadrado de la hipotenusa a y el cuadrado del lado c; y en
la segunda fórmula el cateto c es igual a la raíz cuadrada de la diferencia
entre el cuadrado de la hipotenusa a y el cuadrado del cateto b.
No estará de más resumir el teorema de Pitágoras, puesto
que es de mucha utilidad por lo que respecta al cálculo de áreas
de muchos polígonos.
• La suma de los cuadrados de los catetos es igual al cuadrado de la hipotenusa:
a2 = b2 + c3
•
La hipotenusa es igual a la raíz cuadrada de la suma de
•
Un cateto es igual a la raíz cuadrada de la diferencia
entre el cuadrado de la hipotenusa y el cuadrado del otro cateto:
-793—
ÁREA DEL TRIANGULO
Fíjese en el triángulo de la figura 7 1 ; b es la base de dicho triángulo y h la altura. El área de un triángulo cualquiera es igual a la mitad
del producto que se obtiene al multiplicar la base por la altura.
Así, si la base b del triángulo
de la figura 71 mide 14 metros y
su altura h, 8 metros, para saber su
área se operará así:
Se multiplicará 1 4 x 8 y el
producto será dividido por 2:
Figura 71
Si con la letra S se designa el área; con la letra h la altura y
con la letra b, la base queda establecida la siguiente fórmula:
bxh
S=
, es decir el área de un triángulo es igual al producto
2
de la base por la altura, partido por 2.
ÁREA DEL TRIANGULO RECTÁNGULO
En el triángulo rectángulo, el área será igual a la mitad del producto obtenido al multiplicar los dos catetos.
ÁREA DEL TRIANGULO EN FUNCIÓN DE SUS LADOS
También puede hallarse el área del triángulo conociendo las longitudes de sus lados, sin necesidad de conocer ninguna de sus alturas.
Fíjese en la forma de operar:
1.º Se halla el semiperímetro del triángulo, es decir, la suma de
la medida de los lados dividida por 2.
2.º Al semiperímetro se le resta, sucesivamente, cada lado del
triángulo.
3.° Se multiplica el semiperímetro por los restos obtenidos.
4° Se extrae la raíz cuadrada de este producto.
—794-
Sirva de ejemplo hallar el área
del triángulo de la figura 72. Su
lado AC mide 3 m; su lado AB, 4
metros y su lado CB, 5 metros.
Semiperímetro del triángulo =
3+4+5
=
=6
2
Se resta al semiperímetro cada
lado.
6 — 3 = 3 m.
Figura 72
6 — 4 = 2 m.
6 — 5 = 1 m .
Se multiplica el semiperímetro por los restos obtenidos:
6 X 3 X 2 X 1 =
36
Por último, se extrae la raíz cuadrada de este producto:
V 36
= 6 m2 de superfice
Si con la letra p se designa el semiperímetro y con las letras
a, b, c, los lados, la fórmula que nos da el área S será:
Área del triángulo en función de ios Jados:
es decir, el área es igual
a la raíz cuadrada del producto del semiperímetro por el semiperímetro menos el lado a, por el semiperímetro menos el lado b y por
el semiperímetro menos el lado c.
—795—
Tomo 15
práctica
torneado
LECCIÓN
Como es natural, en la práctica dispondrá sólo de una parte más
o menos limitada de los útiles y accesorios vistos a lo largo del Curso.
Es por esta razón que estas lecciones de tipo práctico se desarrollarán
utilizando primeramente los elementos que no suelen faltar en un
taller en el que figure un torno y, después, los que, siendo menos
corrientes, permita resolver los distintos mecanizados de forma más
cómoda y segura.
EJEMPLO N.° 2
La pieza cuyo torneado estudiará usted en esta lección, es la representada en el croquis de la figura 3. Se trata de una rueda que, una
vez mecanizada en el torno, pasará a la máquina de dentar para ser
convertida en piñón. Por consiguiente, el diámetro exterior ha de
ser concéntrico con el agujero, es
decir, ha de evitarse que tenga sal—797-
Figura 3
to; asimismo, las caras deben ser perpendiculares al eje del mismo, o
sea, no han de tener alabeo.
Para su construcción, le entregan a usted un trozo de acero (Resistencia 65 kg/mm2,de Ø 80 y longitud 35.
PREPARACIÓN DEL MECANIZADO
Las herramientas que usted va a utilizar son como las que en la
figura 402 de la lección 1 1, de TÉCNICA DEL TORNEADO, se indican
con la denominación de acodadas de cilindrar, refrentar y mandrinar;
además, empleará una broca de Ø 28. Usted ya sabe cómo calculará
las revoluciones y avances.
Una vez efectuados dichos cálculos, comprobará si el juego de
ruedas auxiliares montado en el torno le permite obtener, mediante la
caja Norton, los avances necesarios.
FIJACIÓN DE LA PIEZA Y DE LA HERRAMIENTA
La pieza la fijará usted en el plano universal en la forma indicada
en la figura 4. Por lo que respecta a la herramienta, la centrará utili-
Figura 5
Figura 4
zando como guía el punto que habrá montado en la contrapunta, según se ha hecho en la figura 5; si es necesario, suplementará la herramienta con gruesos de plancha.
—798—
1.ª OPERACIÓN
Una vez centrada la herramienta, de forma que la altura del filo
coincida con el eje de la pieza, la colocará en posición de trabajo con
respecto a la pieza, girando la torre portaherramientas. A continuación,
procederá al refrentado, colocando las palancas o correas en el lugar
adecuado para la velocidad que haya seleccionado.
Una vez el torno en marcha,acercará la herramienta y embragará
el avance transversal por medio del mando situado en el tablero del
carro. Cuando la herramienta llegue al centro de la pieza, usted desembragará el automático y retrocederá a mano, por medio del husillo
del carro transversal. De esta forma efectuará usted las pasadas necesarias hasta conseguir la medida indicada en la figura 6.
Figura 7
Figura 6
2. a OPERACIÓN
A continuación, sin tocar para nada la herramienta y aprovechando la misma fijación de la pieza, procederá al cilindrado (fig. 7) del
diámetro exterior. Para ello embragará el avance longitudinal por medio del mismo mando utilizado para el refrentado, pero colocándolo,
claro está, en la posición de cilindrar. En esta operación se darán las
pasadas necesarias para obtener la medida 76, señalada en la figura 7.
—799—
3.a OPERACIÓN
Ahora va usted a proceder al taladrado de la pieza a un diámetro
menor que el indicado en el croquis de la figura 3, a fin de poderlo mandrinar después.
Como ya se ha dicho, la broca a utilizar es de 0 28 y usted la coloca en el vastago de la contrapunta (ver fig. 135, lección 5 de Técnica
del Torneado). La broca cuyo mango es cónico queda clavada en el vastago, el cual lleva también un alojamiento cónico. Usted adelanta la
contrapunta con el vastago entrado todo lo que permita sin que llegue
a expulsar la broca.
Adelanta usted la contrapunta hasta que la punta de la broca queda a unos 5 milímetros de la pieza y fija la contrapunta a la bancada
(figura 58, lección 2 Técnica del Torneado). Por último, pone usted el
torno en marcha con la velocidad deducida de la tabla 22 de la lección
Figura 8
12, y por medio del volante de la contrapunta hace adelantar la broca
hasta efectuar el mecanizado como se indica en la figura 8.
Una vez efectuada esta operación, usted para la máquina, desbloca la contrapunta y la retira.
4.a y 5.a OPERACIONES
Para las operaciones que siguen ha de cambiar la fijación de la
pieza según se indica en la figura 9, y las operaciones representadas en
las figuras 10 y 11 las efectuará igualmente que en las figuras 6 y 7.
—800—
Figura 9
Figura 10
Figura 11
Observe que, en las medidas de longitud y diámetro de la pieza,
ha quedado un excedente de material; este excedente se quitará una
vez tenga usted la pieza fijada por el diámetro interior, a fin de asegurarse de la concentricidad de los dos diámetros y evitar el alabeo en
las caras.
6.a OPERACIÓN
Observe en la figura 12 que,
para proceder al mandrinado del
agujero, hemos colocado en la torre
portaherramientas la herramienta
de mandrinar, conservando la misma
fijación de la pieza.
No creemos necesario advertirle que ha de tener en cuenta que,
para el mandrinado, varían los avances y velocidades de corte con respecto a las del cilindrado, según usted estudió en la lección 12, de
TECNICA DEL TORNEADO.
Figura 12
Tomará la medida del agujero,
pues la broca puede haber dejado el diámetro hasta 0,2 mm mayor
que el diámetro indicado en la misma.
Seleccionará las velocidades y avances y procederá al mandrinado
hasta conseguir una medida que, tomada con el pie de rey, sea unas
dos décimas de milímetro más pequeño que el diámetro del eje que
habrá de ajustarse.
—801—
Para asegurar la medida lo mejor sería disponer de un calibre
tampón, pero ahora suponemos que usted no dispone de dicho instru
mento. Las pasadas son dadas con el automático, embragando el avance
longitudinal. Una vez obtenido un diámetro aproximado ha de tenerse
mucho cuidado al dar las pasadas finales, pues podría quedar mayor
Las pasadas no serán superiores a una profundidad de 0,05 mm en
diámetro.
Se inicia la pasada y una vez la herramienta ha profundizado 1 milímetro en el interior, se retira la herramienta para que conserve su
precisión, haciendo retroceder todo el carro por medio del volante del
tablero. Se comprueba si el eje apunta en el agujero; esta precaución
es indispensable, pues si el agujero fuese mayor aún podría rectificarse
la posición de la herramienta a fin de obtener la medida.
Figura 13
Cuando se trata de conseguir avances de la herramienta para el
mandrinado, generalmente interesa para las últimas pasadas que los
movimientos de la herramienta sean muy pequeños. Para ello se inclina el carrito superior unos dos grados, adelantando entonces la herramienta en la forma representada en la figura 13.
Como puede apreciarse en dicha figura, efectuando el avance por
el carrito superior por estar éste inclinado 2 °, al avanzar la herramienta 1 milímetro en el sentido de la flecha A, la punta de la herra—802—
mienta habrá avanzado en el sentido de la flecha B únicamente
0,035 mm., avances muy difíciles de lograr si el avance de la herramienta lo hiciéramos directamente por medio del husillo transversal
del carro.
ACABADO EXTERIOR DE LA PIEZA
Si usted dispusiera de un torneador para fijar la pieza, efectuaría
el acabado exterior con toda seguridad. Pero vamos a suponer que usted
no dispone de torneador.
Se quita la pieza del plato y se
fija un trozo de barra de 34 mm de
diámetro y 40 mm de longitud. A
continuación, se tornea el diámetro
exterior de la barra, según se indica
en la figura 14, hasta una medida
en la que la rueda empiece a entrar.
Se coge tela de esmeril y se pasa
procurando quitar más material de
la parte delantera que de la parte
posterior, hasta poder entrar la rueda con cierta precisión y dejar ésta
clavada. Este trozo de material nos
Figura 14
sustituirá al torneador para el mecanizado de la pieza, quedando así
asegurada su concentricidad.
Figura 16
Figura 15
—803-
Figura 17
Figura 18
Observe en las figuras 15, 16, 17 y 18 las operaciones que se van
efectuando para el acabado.
En estas pasadas que se dan con la pieza colocada sobre el trozo
torneado no puede sacarse mucho material, ya que esta fijación no es
fuerte, permitiendo sólo dar como máximo una pasada de 0,3 a 0,5 milímetros de profundidad cada vez.
Por tanto, al dar las pasadas finales de acabado podremos utilizar
las máximas velocidades, admitidas para las herramientas utilizadas, ya
que las profundidades de pasada serán siempre más pequeñas que las
mínimas recomendadas.
En la figura 15 se procede al cilindrado de la pieza dejándola a la
medida de acabado, para lo cual serán suficientes dos pasadas. Estas pasadas se darán con el avance automático a fin de conseguir un acabado
uniforme. En la figura 16 se aprecia la herramienta a utilizar en el refrentado, que es la más indicada para este trabajo por permitir un afilado más adecuado en cuanto a la punta de la herramienta.
A continuación, procederá Ud. al cambio de herramienta para efectuar los chaflanes en la forma representada en la figura 17. Este chaflanado será efectuado a mano.
Por último, procederá al acabado de la otra cara, para lo cual cambiará la pieza de posición y efectuará las operaciones de refrentado y
chaflanado según se han indicado anteriormente, quedando la pieza terminada.
—804—
FORMA DE OPERAR DISPONIENDO DE CALIBRE Y TORNEADOR
Vea Ud. ahora cómo procederá Ud. en el caso de disponer de torneador y calibre.
Hasta la figura 13 usted habrá procedido de la misma forma y la
fijación para el mandrinado será la misma de la representada en la figura
13, pero el calibre le permitirá asegurar la medida al efectuar la comprobación. El lado "pasa" del calibre deberá entrar por el agujero con
suavidad, sin forzarlo, y teniendo en cuenta que la pieza esté fría, pues
si la pieza estuviera caliente y dilatada podría ocurrir que al enfriarse
y contraerse, el calibre no pasara.
Una vez el lado "pasa" del calibre se apunta en el agujero, se termina, cuando se trata de quitar sólo
centésimas, con un trozo de tela de
esmeril arrollada a un trozo de madera (fig. 19). Se utiliza haciendo
girar la pieza, o sea poniendo el torFigura 19
no en marcha y pasando la tela por
el interior y haciendo presión. Después se para la máquina, se comprueba el calibre y,si es necesario se vuelve a pasar la tela de esmeril presionando con más fuerza sobre el sector en que el calibre entra más
duro.
El lado "no pasa" del calibre no debe, claro está, poder introducirse en el agujero.
Ya la pieza con el diámetro interior acabado se colocará en el torneador cónico, clavándola con un golpe dado sobre una madera. Para colocar el torneador ha de desmontarse el plato universal del torno y montar el plato de arrastre. Seguidamente se colocarán los puntos en el eje
del cabezal y en la contrapunta. Se coloca en el torneador el perro de
arrastre, fijando el tornillo y apretando éste sobre el plano que para este
efecto lleva ya en sus extremos.
Los chaflanes se habrán construido después de la operación 6 a
una medida superior en este caso a 1,5 mm a fin de que con la herramienta no sea necesario llegar a tocar el torneador y que al quitar el
medio milímetro de excedente en las caras, quede a medida.
En la figura 20 se puede observar el torneador con la pieza montada entre puntos, con el perro y el plato de arrastre.
La primera operación consistirá en cilindrar a medida y refrentar la
—805—
Figura 20
cara derecha, construyendo el chaflán exterior derecho, operando de la
misma forma que anteriormente.
Una vez efectuada esta operación, desplazaremos el punto hacia
atrás mediante el volante de la contrapunta, retiraremos el torneador y
cambiaremos el perro de arrastre de un extremo al otro, volveremos a
colocarlo y terminaremos la cara que faltaba y los chaflanes.
Ha visto Ud. que, según los medios de que se disponga, la labor se
hace más cómoda y segura; no obstante, el conocimiento de la máquina y la pericia y recursos del operario pueden suplir la falta de elementos, y es aquí donde se demuestra la preparación y categoría del
operario.
—806—
técnica torneado
LECCIÓN
CÁLCULO DE RUEDAS PARA EL ROSCADO (Continuación)
Señalábamos en la lección anterior cuatro casos distintos en el
cálculo de ruedas para el roscado, según el paso de la rosca a construir
y el paso del husillo patrón estén en milímetros o en pulgadas:
1.°
2.°
3.°
4.°
El paso a roscar es en milímetros y el husillo patrón tiene
el paso en milímetros.
El paso a roscar es en pulgadas y el husillo patrón tiene el
paso en pulgadas.
El paso a roscar es en milímetros y el husillo patrón tiene el
paso en pulgadas.
El paso a roscar es en pulgadas y el husillo patrón tiene el
paso en milímetros.
Ya sabe usted cómo se procede en los dos primeros casos. Ahora
bien, en el segundo cabe una variante: la de que en lugar de indicarse
los pasos de la rosca y del husillo patrón en hilos por pulgada (fig. 483)
se indiquen en fracción de pulgada (fig. 484).
—807—
Figura 483. — Paso en hilos pulgada.
Figura 484. — Paso en fracción de pulgada.
EQUIVALENCIAS ENTRE FRACCIONES
DE PULGADA Y MILÍMETROS
Pulgadas
mm
Pulgadas
Pulgadas
mm
TABLA 30
mm
Pulgadas
3/4
mm
-
1/4
6,350
1/2
12,700
1/64
0,397
12/64
6,747
33/64
13,097
49/64
19,447
1/32
0,794
9/32
7,144
17/32
13,494
25/32
19,844
3/64
1,191
19/64
7,541
35/64
13,891
51/64
20,241
1/16
1,588
5/16
7,938
9/16
14,288
13/16
20,638
5/64
1,984
21/64
8,334
37/64
14,684
53/64
21,034
3/32
2,381
11/32
8,731
19/32
15,081
27/32
21,431
1/64
2,778
23/64
9,128
39/64
15,478
55/64
21,828
1/8
3,175
3/8
9,525
5/8
15,875
7/8
22,225
9/64
3,572
25/64
9,922
41/64
16,272
57/64
22,622
5/32
3,969
13/32
10,319
21/32
16,669
29/32
23.019
11/64
4,366
27/64
10,716
43/64
17,066
59/64
23,416
3/16
4,762
7/16
11,112
11/16
17,462
15/16
23,812
0
19,050
13/64
5,159
20/64
11,509
45/64
17,859
61/64
24,209
7/32
5,556
15/32
11,906
23/32
18,256
31/32
24,606
V5/64
5,953
31/64
12,303
47/64
18,653
63/64
25,003
En la lección 9, de MATEMÁTICAS, le indicamos a usted que los
submúltiplos de pulgada son fracciones cuyos denominadores son 2, 4, 8,
16, 32 y 64. Estas fracciones de pulgada son en total 63 y se nombran
según el denominador como en los siguientes ejemplos:
-808—
1 / 2 = media pulgada.
1/4, 3 / 4 = un cuarto, tres cuartos de pulgada.
3 / 8 , 5 / 8 = tres octavos, cinco octavos de pulgada.
1/16, 5/16 = un dieciseisavo, cinco dieciseisavos de pulgada.
5/32, 1 1/32 = cinco treintaidosavos, once treintaidosavos de pulgada.
23/64, 47/64 = veintitrés sesentaicuatroavos, cuarenta y siete sesentaicuatroavos de pulgada.
En la tabla 30 se relacionan todas las fracciones de pulgada que
se emplean y las respectivas equivalencias en milímetros. Estas equivalencias, como puede suponerse, no son exactas, es decir, sólo son
aproximadas, más teniendo en cuenta que una pulgada equivale no ya
a 25'4 milímetros, como se considera en la práctica, sino a
25,39998 mm.
VARIANTE DEL SEGUNDO CASO: PASO A CONSTRUIR Y PASO
DEL HUSILLO PATRÓN EN FRACCIONES DE PULGADA
En realidad, el cálculo es el mismo que cuando los pasos se indican
en hilos por pulgada, puesto que, como se deduce de las figuras 483 y
484, las medidas son las mismas: la única diferencia está en la forma
de expresarlas.
Suponga usted que, en lugar de considerarse que ha de construirse
una rosca de paso de 8 hilos por pulgada en un tornillo de husillo patrón de 2 hilos por pulgada, como en el 2.° ejemplo del 2.0 caso estudiado en la lección anterior, se considera que el paso de la rosca a construir es de 1/8", y el paso del husillo de 1/2".
Fórmula a aplicar:
1
Se sustituye la letra p por la fracción de pulgada —, que es el paso
8
1
de rosca a construir, y la letra P por la fracción de pulgada —, que es
2
el paso del husillo.
—809—
Se dividen las dos fracciones:
Se busca un número que multiplicado por el numerador y el denominador dé un nuevo quebrado, cuyos términos sean iguales a los números de dientes de dos ruedas del equipo del torno.
Como usted puede comprobar, el planteamiento y el resultado son
exactamente iguales a los del ejemplo 2.° del 2.° caso estudiado en la
pasada lección. Vea otro ejemplo:
Se ha de tallar una rosca de paso 3 / 8 " en un torno, cuyo husillo
tiene un paso de 1/4". Calcular las ruedas a montar.
Efectuemos la división, para abreviar multiplicando los dos quebrados por 8, dado que el denominador 8 del primer quebrado es múltiplo del denominador 4 del segundo quebrado:
También puede seguirse otro procedimiento que consiste en multiplicar por uno de los denominadores; o sea 8, y luego por el otro, esto
es, por 4 :
—810—
Simplifiquemos ahora dividiendo 4 y 8 por 4, con lo que resulta:
Procedamos ahora a la multiplicación de los dos términos de la
fracción para hallar las ruedas que han de montarse; si multiplicamos
por 25, 30 y 40 nos sale que podemos montar una cualquiera de las
siguientes parejas de ruedas, caso de que dispongamos de las mismas:
120
Efectuemos la prueba de la última pareja de ruedas
:
80
Prueba:
Interesa advertir que, si bien el planteamiento y el resultado son
los mismos, tanto si los pasos se indican en hilos por pulgada que en
fracciones de pulgada, siempre es preferible, para mayor facilidad de
cálculo, tener siempre el paso en hilos por pulgada, más teniendo en
—811—
cuenta que no siempre la fracción estará comprendida entre las citadas
en la tabla.
RESOLUCIÓN DEL TERCER CASO
El paso a tallar es en milímetros y el husillo patrón tiene el paso en
pulgadas.
Lo primero que se hace es convertir en pulgadas los milímetros del
paso de la rosca o bien convertir en milímetros el paso del husillo.
La reducción de milímetros a pulgadas se efectúa, para este cálculo
5
multiplicando el número de milímetros por el quebrado
. Con la
127
siguiente explicación, Ud. comprenderá por qué se opera precisamente
con este quebrado.
Ud. sabe que una pulgada equivale a 25,4 mm. En consecuencia:
1
1 mm =
pulgadas
25,4
Multiplicados numerador y denominador de esta fracción por 10,
resulta:
Simplificada esta nueva fracción, se obtiene:
Queda entendido, pues, que para reducir los milímetros a pulgadas
basta con multiplicar el número de milímetros por el numerador (5)
de este quebrado, dejando el mismo denominador (127).
—812—
La reducción de pulgadas a milímetros se efectúa multiplicando el
número de pulgadas por el mismo quebrado, pero como se deduce de
lo anteriormente explicado, con los términos invertidos, esto es, por
127
el quebrado
.
5
Una vez efectuada la reducción ya sea en milímetros o en pulgadas
se procede exactamente igual que en el segundo caso.
l.cr Ejemplo. — Debemos tallar una rosca de 2 mm de paso en
1
un torno con husillo patrón cuyo paso es de — de pulgada o sea, de
4
cuatro hilos por pulgada.
Conversión de los milímetros a pulgadas:
Aplicación de la fórmula:
División:
—813—
Caso de disponer de una rueda
de 40 dientes y de otra de 127, ya
no será necesario efectuar otro
cálculo (figura 485).
Calculemos ahora el mismo
ejemplo reduciendo el paso del husillo a milímetros:
Reducción del paso del husillo
a milímetros:
127
1
X
5
127
=
4
20
Aplicación de la fórmula:
División:
Prueba:
Figura 485. — Roscado en el tercer caso
con tren de dos ruedas.
2.° Ejemplo. — Se ha de tallar una rosca de 2,5 mm de paso en un
torno cuyo husillo patrón tiene un paso de 1/2".
Conversión de los milímetros a pulgadas:
Aplicación de la fórmula:
División:
Con una rueda de 25 dientes y otra de 127 será posible, pues,
efectuar la rosca de 2,5 mm de paso en el torno del ejemplo.
Efectuaremos ahora este cálculo reduciendo el paso del husillo a
milímetros.
Reducción a milímetros:
—815—
Aplicación de la fórmula:
División:
Prueba:
ROSCADO CON 4 RUEDAS
El cálculo para el roscado con tren de 4 ruedas es el mismo que
en los casos primero y segundo, pues también se descompone el quebrado resultante en otros dos para poder así disponer de dos juegos de
ruedas conductoras y dos de ruedas conducidas.
3.er Ejemplo. — Roscar una pieza con paso de 1 mm en un torno
de husillo patrón de 1/2".
Conversión de los milímetros a pulgadas:
—816—
Como quiera que no disponemos de una rueda de 10 dientes, descomponemos el quebrado en dos para hallar un tren de cuatro ruedas, de
igual forma que procedimos en el caso segundo:
Primer juego de ruedas:
Segundo juego de ruedas:
—817—
Con esta combinación de 4
ruedas (fig. 486) podremos reproducir el paso de rosca deseado.
4.° Ejemplo: Construir el paso
de 3 mm con un husillo patrón
de 3 hilos por pulgada.
Conversión de las pulgadas a
milímetros:
Figura 486. — Roscado en el tercer caso
con tren de cuatro ruedas.
División:
Descomponiendo:
Multiplicando ambos quebrados por 10:
—818—
Prueba:
50 X 90
P =
X paso del husillo
100 x 127
25,4
paso del husillo =
= 8,466 mm
3
50 x 90 x 8,466
p =
38097
=
100 X 127
= 2,999 mm
12700
Aproximación: 1/1000 mm
Hay ocasiones en que por las especiales dimensiones del paso del
husillo y también porque en realidad, una pulgada, como ya hemos indicado, no corresponde exactamente a 25,4 mm , no es posible conseguir
todos los pasos con rigurosa exactitud, es decir, que algunos salen con
una pequeña variación, tal como la del ejemplo anterior. Siempre que
no sea excesiva, lo cual depende del uso a que está destinada la rosca, la
variación puede admitirse.
Calcularemos ahora un ejemplo operando con los quebrados, según
vio usted en la lección anterior, variando numeradores y denominadores
de un mismo número, bien sean de la misma fracción o de distinta.
5.° Ejemplo: Tallar una rosca de paso 1,5 mm en un torno de husillo patrón con paso de 3 hilos por pulgada.
Reducción de las pulgadas a milímetros
Aplicación de la fórmula:
—819—
A simple vista ya se advierte que no disponemos de dos ruedas
cuyos números de dientes sean ¡guales a los dos términos del quebrado
que resultan de la división:
Cuando antes de hacer la división se advierte ya que el resultado
no será posible aplicarlo, puede prescindirse, para abreviar el cálculo, de
efectuar la división. Así, en este ejemplo, puede plantearse la división de
la forma siguiente:
Multiplicando los dos términos del primer quebrado por 10:
Como se ve hay dos 15. Para variar, multipliquemos numerador y
denominador del primer quebrado por 2:
Como no disponemos de ruedas de 15 y de 20 dientes, multipliquemos ahora 15 y 20 por 5, con lo que resulta:
—820—
Prueba:
30 x 75 x 8,466
p =
= 1,499 mm
100 X 127
Como en el ejemplo anterior, se consigue con estas ruedas una
aproximación de 1/1000 mm.
CÁLCULO DE LAS RUEDAS PARA ESTE 3er. CASO,
SIN RECURRIR A LA RUEDA DE 127 DIENTES
Aunque usted no tendrá seguramente necesidad ni siquiera de recordarlo en la práctica, la pulgada no equivale exactamente, como ya le
hemos indicado al principio de la lección a 25,40 m m , sino a
25,39998 mm , pero como quiera que la diferencia es pequeñísima, por
comodidad se toma para todos los usos el valor de 25,4.
En cuanto al roscado en el torno, se emplea la rueda de 127 dientes
porque constituye una equivalencia casi exacta de 5 pulgadas reducidas a milímetros.
25,39998 X 5 = 126,99990
Sin embargo, hay casos en los que no es necesario recurrir a esta
rueda, siendo posible roscar con ruedas normales sin que por ello haya de
sufrir sensiblemente la exactitud de la rosca, si bien es de señalar que
a las series de ruedas de todos los tornos modernos figura una de 127
dientes.
Vea a continuación algunas de las mejores relaciones de transmisión que dan pulgadas inglesas, buscadas en relación a un número exacto
de pulgadas (denominador) y su equivalencia a una cantidad entera en
milímetros (numerador), pero cuya pequeña diferencia con el valor
exacto de la pulgada, puede influir en la exactitud de la rosca conseguida, por lo que indicamos también su equivalencia.
—821—
Sirviéndonos de unos ejemplos le explicaremos a usted el empleo
de estas fracciones. Como usted puede comprobar hasta ahora hemos
127
empleado la de
.
5
6.° Ejemplo: Se ha de construir una rosca de 5,5 mm de paso en
un torno con husillo patrón de 3 hilos por pulgada y sin utilizar la rueda
de 127 dientes.
30 X 11
En este ejemplo aplicaremos la fracción
. Dado que se
13
considera que este quebrado equivale a una pulgada, el paso del husillo
25,4
(3 hilos por pulgada, esto es,
) será igual a:
3
—822—
Planteo de la división:
Aplicando la fórmula:
Planteo de la división:
Multiplicando 5,5 y 1 por 10:
Multiplicando, para obtener más rápidamente el resultado, el 3 del
numerador y el 10 del denominador por 10:
—823—
Multiplicando ahora el 13 del numerador y el 11 del denominador
por 5, resulta:
Como quiera que dos factores del numerador son iguales a dos factores del denominador, pueden suprimirse dichos factores, con lo que se
tiene:
Prueba:
Aproximación: 2/1000 mm.
7.° Ejemplo. — Calcular las ruedas a montar en un torno cuyo
sillo es de paso 1/2" y del que no se dispone de rueda de 127 dientes,
para tallar una rosca de 5 mm de paso.
40 X 40
Aplicaremos ahora la fracción
. El paso del husillo es de
9X7
25,4
1/2", por tanto, equivale a
y como se considera al quebrado
2
—824—
40 X 40
— equivalente a una pulgada, el paso del husillo es igual a:
9 X7
A
Planteo de la división:
40 X 40
40 X 40
:2 =
9 x 7
9 x 7 x 2
40 X 40
=
= paso del husillo
9x14
Aplicación de la fórmula:
PASO DE ROSCA
5
Paso del husillo
40 X 40
9 X 14
Planteo de la división:
40 x 40
5 x 9 x 14
—825—
Dividiendo ahora 50 del primer numerador por 2'5 y multiplicando 14, también del primer numerador, por 2'5:
Prueba:
Aproximación: 6/1000 mm.
RESOLUCIÓN DEL CUARTO CASO
El paso de la rosca se da en pulgadas y el husillo tiene el paso en
milímetros.
Para la resolución de este caso se procede exactamente igual que
en el anterior: reduciendo las pulgadas a milímetros o los milímetros a
pulgadas, esto es, reduciendo el paso de la rosca a milímetros o bien el
paso del husillo a pulgadas y operando con los quebrados de la misma
forma.
1.er Ejemplo. — Se han de calcular las ruedas necesarias para tallar una
rosca de 4 hilos por pulgada, con un husillo de paso 6 mm.
Reduciendo el husillo a pulgadas:
—826—
Calcularemos ahora el mismo ejemplo, reduciendo el paso de rosca
a milímetros:
Reducción de la rosca a milímetros:
2.° Ejemplo. — Construir un paso de rosca de 12 hilos por pulgada
en un torno con husillo patrón de 6 mm de paso.
Descomponemos este quebrado para poder calcular el tren de cuatro ruedas:
La primera fracción de este nuevo quebrado representa el primer
127
juego de ruedas =
120
1
Partiendo de la segunda fracción (—), calcularemos el segundo
juego:
3
—827—
20 A
multiplicando por 20 = — = —
60 B
30 A
multiplicando por 30 = — = —
90 B
40 A
multiplicando por 40 = — = —
120 B
Pudiendo utilizar cualquiera de estos tres quebrados como segundo
juego de tren de cuatro ruedas (fig. 487).
1
3.er Ejemplo. — Se trata de tallar una rosca con paso de 3
4
hilos por pulgada en un torno cuyo husillo tiene un paso de 24 mm.
— Reducción de los milímetros a pulgadas:
5
5 X 24
X 24 =
127
127
1
3
120
=
127
13
es igual a
4
, y ahora
4
—828—
Figura 487. — Roscado en el cuarto caso
con tren de cuatro ruedas (ejemplo 2.°).
Figura 488. — Roscado en el cuarto caso
con tren de cuatro ruedas (ejemplo 3.°).
Descomponiendo el quebrado:
del que resulta como primer juego de ruedas, el
Y multiplicando por 5 obtendremos el segundo juego:
Resultando un tren:
Prueba:
A x C
paso =
X Paso husillo
B X D
—829—
Comprobación
4.° Ejemplo. — Construir un paso de rosca de 12 hilos por pulgada con un husillo patrón de 5 mm.
Reducción de los milímetros a pulgadas:
Descomponemos el quebrado:
Multiplicando 1 y 3 por 10
Prueba:
—830—
Comprobación:
Calcularemos a continuación este ejemplo, reduciendo el paso a milímetros, según hemos visto anteriormente, y después sin la rueda de
127 dientes.
2.°
Reducción del paso de rosca a milímetros:
A simple vista ya se ve que la división no dará un resultado que
se pueda aplicar. Por consiguiente:
Multiplicando la segunda fracción por 20:
Prueba:
—831—
3.° Calcularemos ahora un tren de ruedas en el que no intervenga la rueda de 127 dientes, utilizando las fracciones que hemos
visto anteriormente.
Reemplazaremos la pulgada inglesa por su valor aproximado en forma fraccionaria, valor que permitirá la utilización de ruedas corrientes
en las series con que están equipados los tornos.
30x11
Escojamos para este ejemplo la fracción
, Por consiguien13
te, el paso de rosca es igual a =
Planteo de la división:
Aplicación de la fórmula:
Planteo de la división:
Multiplicando por 5 el factor 1 1 del primer numerador y el factor
13 del denominador:
—832—
Prueba:
Aproximación = 13/10.000
Como usted comprenderá, este error proviene de haber utilizado
127
una fracción que da menos aproximación que la de
; la cual no
5
puede utilizarse si no se dispone de la rueda de 127 dientes.
TABLAS
En las siguientes páginas se insertan, para facilitarle su trabajo,
unas tablas en las que se indican las combinaciones de ruedas a montar
para efectuar roscas, en cada uno de los cuatro casos estudiados y con
husillos patrón de varios pasos. Estas tablas cubren una gama de pasos a
tallar que comprende desde 1 a 60 hilos por pulgada para los pasos ingleses, y de 0,5 mm. a 15 para los pasos métricos, incluyendo para los
casos 3.° y 4.°, una tabla con trenes de ruedas, sin contar con la de
127 dientes.
Acaba usted de estudiar los procedimientos a seguir para el cálculo
de las ruedas en los cuatro casos principales, es decir, en los que el paso
a realizar, ya sea métrico o inglés, es de una dimensión exacta. Ha visto
que cuando se obtiene el paso con una pequeñísima diferencia, es en
los casos tercero y cuarto, es decir, cuando se han de hacer los cambios
de sistema métrico a inglés o viceversa.
En la próxima lección estudiará usted la forma de calcular las
ruedas para la construcción de roscas, llamadas de pasos bastardos, o sea,
pasos con fracción decimal inexacta y pasos periódicos.
—833—
—835—
—834—
—836—
—839—
-838—
—840—
CASO 4 . ° : PASO A TALLAR EN PULGADAS
CON HUSILLO PATRÓN EN mm.
Trenes de ruedas a utilizar
(Con rueda de 127 dientes)
TABLA 35
HUSILLO PATRÓN DE 5 M M DE PASO
PASO
hitos
1"
Ruedas
Conducidas
Conductoras
32
A
20
20
20
20
20
20
C
25
25
30
30
30
30
30
so
28
20
20
20
20
20
30
30
30
60
48
44
40
36
26
25
24
22
20
19
18
D
E
B
127 100 150
127 120 100
110180
127
127
100
120
127
120
90
127
80
120
30
127
75
120
30
127
127
—
70
120
130
100
127
—
125
127
—
127
127
127
127
—
120
110
150
95
90
100
100
100
100
150
150
—
—
—
F
50
50
50
50
50
50
50
50
—
—
—
—
—
—
—
Ruedas
PASO
hilos
1"
16
14
Conductoras
A
C
30
127
30
127
13
30
127
12
11
30
127
30
127
10
30
127
9
30
127
8
30
127
7
6
5
30
127
30
127
4
3
2
1
127
127
40 127
60 127
60 127
30
20
E
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
Conducidas
B
D
F
80
150
150
150
150
150
150
150
150
150
50
50
50
50
75
75
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
70
65
60
55
50
45
40
35
90
75
40
60
40
20
HUSILLO PATRÓN DE 6 MM DE P A S O
PASO
hilos
1"
60
48
44
40
36
32
30
28
26
25
24
22
20
19
18
Ruedas
Conductoras
Conducidas
A
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
C
25
25
30
30
30
30
30
30
127
127
127
127
127
127
127
E
127
127
127
127
127
127
127
127
—
—
—
—
—
—
—
B
150
120
110
100
100
80
75
70
130
125
120
110
95
95
90
D
100
100
120
100
90
100
100
120
120
120
120
120
120
120
120
f
60
60
60
60
60
60
60
60
—
—
—
—
—
—
PASO
hilos
1"
16
14
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
Ruedas
Conductoras
Conducidas
A
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
40
30
(0
60
60
C
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
E
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
127
127
—
—
B
80
70
65
60
55
50
45
40
35
30
50
40
30
40
20
D
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
120
90
120
90
90
F
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
TABLA 35 (Continuación)
PASC
hilos
1"
40
38
36
32
30
28
26
24
22
20
19
18
16
14
HUSILLO P A T R Ó N DE 8 M M . DE P A S O
PASO
Ruedas
Conducidas
Conductoras
Conductoras
hilos
Conducidas
F
1"
A
C
E
B
A
E
B
D
D
F
C
Ruedas
20
20
20
25
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
120 100
120 25
120 90
100 140
120 75
120 70
120 65
120 60
120 55
100 50
95 60
30
30 120 45
30 120 40
140 80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
"
"
30
35
30
35
30
30
30
30
30
30
13
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
20
20
20
20
20
25
40
40
40
45
40
45
40
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
130
120
110
100
90
100
140
120
100
90
60
90
20
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
80
40
80
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
HUSILLO PATRÓN DE 10 MM DE PASO
PASO
hilos
1"
32
30
28
26
24
22
20
19
18
16
14
13
Ruedas
Conductoras
A
C
20 30
20 30
20 30
20 30
20 30
20 30
20 30
20 30
20 30
20 30
20 127
20 127
E
Conducidas
F
B
D
127 80 120
127 75 120
127 70 120
127 65 120
127 60 120
127 55 120
127 50 120
127 95 60
127 20 60
127 80 60
—
140 100
130 100
—
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
—
—
PASO
hilos
1"
12
11
10
9
8
7
6
5
4
3
2
1
—842—
Ruedas
Conductoras
Conducidas
C
A
E
B
D F
20
20
25
20
20
20
20
20
20
20
50
50
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
127
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
•
120
110
125
120
80
70
60
50
40
30
40
25
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
125
100
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—
—843—
—844—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
ÁREA DEL TRAPECIO
Fíjese en el trapecio de la f i gura 73; b y b' son las bases de dicho trapecio y h es la altura. El área
de un trapecio es igual al producto
de la mitad de la suma de las bases
por la altura.
Sirva de ejemplo un trapecio
isósceles de 8 metros de altura h
y que sus bases b y b' miden, respectivamente, 16 y 20 metros.
Figura 73
16 + 20
Semisuma =
36
=
2
=18
2
Multiplicación por la altura = 18 X 8= 144 m.2
—845—
Sabiendo que con la letra S se llama al área, con las letras b,
b' a las bases y con la letra h a la altura, se tiene la fórmula:
b + b'
Área del trapecio: S=
h, que se lee: el área del trapecio
2
es igual a la suma de las bases dividida por 2 y multiplicada por
la altura.
ÁREA DEL PARALELOGRAMO
El área del paralelogramo es
igual a su base por su altura. Así,
para hallar el área del paralelogramo
de la figura 74, se multiplica lo que
mide b por lo que mide h.
Figura 74
Ejemplo:
Una pieza tiene una de sus caras de forma de paralelogramo de 250 milímetros de base por 35 de
altura. ¿Cuánto mide la superficie de esta cara?
El área de la superficie es:
250 X 35 = 8750 mm2
o, lo que es lo mismo, 87'5 cm2, puesto que ya es sabido que un centímetro cuadrado vale 100 mm2 y, por lo tanto, 8750 : 100 = 87'5 cm.3
Así, pues, siendo b la base y h la altura, la fórmula es:
Área del paralelogramo: S = b X h, que se lee: el área del
paralelogramo es igual al producto de la base por la altura.
ÁREA DEL RECTÁNGULO
El área del rectángulo es igual
al producto de su base por la altura,
es decir, el producto de sus lados
contiguos (fig. 75).
Ejemplo:
La figura 75 representa una
—846—
Figura 75
plancha rectangular de V5 metros de ancho y 6'5 metros de largo. Su
superficie mide:
6 ' 5 x 1'5 = 9'75 m.2
Llamando b a la base y h a la altura, queda establecida la fórmula:
Área del rectángulo: S = b X h
que se lee: el área del rectángulo es igual a la base multiplicada
por la altura.
DIAGONALES DE UN POLÍGONO
Si en un polígono se traza un
segmento que una dos vértices no
consecutivos, este segmento es una
diagonal del polígono. En el polígono de la figura 76 se han trazado
las diagonales que unen los vértices
AC, AD y AE y en la figura 77 se
han trazado las diagonales que unen
los vértices BF, BE y BD del mismo
polígono.
Debe tenerse en cuenta que los
vértices que une una diagonal han
de ser no consecutivos. Fíjese en la figura 78; en dicha figura se han
trazado todas las diagonales del mismo polígono de las figuras 16 y 77.
Se le explica ahora qué se entiende por diagonales de un polígono
—847—
para que pueda comprender perfectamente el procedimiento de hallar
el área de un rombo, así como para que tenga pleno conocimiento de
dicho elemento del polígono.
ÁREA DEL ROMBO
El área del rombo es igual a la
mitad del producto de lo que miden
sus dos diagonales. Las diagonales
del rombo de la figura 79 son d
y d'.
Ejemplo:
Hallar el área de la sección de
una pieza en forma de rombo, cuyas diagonales miden 20 y 32 mm.,
respectivamente.
20 X 32
640
= 320 mm. 2
-=
2
2
Figura 79
Si las diagonales se designan con las letras d y d', la fórmula
es:
Área del rombo. S=
d x d'
, es decir, el área de un rombo es
2
igual al producto de sus diagonales divididas por 2.
ÁREA DEL CUADRADO
El área del cuadrado se calcula multiplicando por sí misma la medida del lado,
Sirva de ejemplo el cálculo del área de un cuadrado de 11 metros
de lado.
Se multiplica por sí mismo el lado:
11 X 11 = 121 m2
—848—
La fórmula para calcular el área de un cuadrado, llamando I
al lado, es:
Área del cuadrado: S = I 2 , que se lee, el área del cuadrado
es igual al cuadrado del lado, es decir, al producto de multiplicar el
lado por sí mismo.
ÁREA DE UN POLÍGONO REGULAR CUALQUIERA CONOCIENDO SU
APOTEMA Y SU PERÍMETRO
Fíjese en las figuras 80, 81 y 82 y comprenderá la siguiente definición: se llama apotema a la perpendicular trazada desde el centro del
polígono regular a alguno de sus lados. Interesa que usted conozca
Figura 80
Figura 81
Figura 82
esta definición, puesto que si usted sabe lo que mide el apotema y el
perímetro de un polígono regular, puede hallar su área multiplicando el
apotema por el perímetro y dividiendo el producto por 2.
Ejemplo:
Calcular el área de un pentágono cuyo lado mide 5'2 metros y
su apotema 3'50 metros.
Ante todo debe conocerse su perímetro:
Un pentágono tiene cinco lados y cada lado mide 5'2; por lo tanto
el perímetro tendrá:
5'2 X 5 = 26 metros
26 X 3'50
Área =
= 45'50 mm
2
—849—
Representando con la letra p el perímetro y con la letra a el
apotema, la fórmula para el cálculo del área de un polígono regular
cualquiera es:
p X a
Área del polígono regular: S =
, lo que es lo mismo,
2
el área del polígono regular es igual a la mitad del producto del
perímetro por el apotema.
ÁREA DE UN POLÍGONO CUALQUIERA
Vea la figura 83 y fíjese en la forma de descomponer un polígono
en triángulos por medio de sus diagonales desde un vértice. Esta es la
forma de proceder con un polígono cualquiera para hallar su área.
Figura 83
Una vez descompuesto el polígono en triángulos, se busca el área
de cada uno de los triángulos y la suma será igual al área del polígono.
En determinados casos el cálculo del área de una figura poligonal es
más simple, más fácil, si se descompone en triángulos y cuadriláteros
solamente. Sobre esto no se puede dar ninguna regla fija y ha de ser
usted quien ha de pensar cómo será más oportuno operar cuando haya
de resolver el problema que se le presente. Los ejemplos siguientes servirán como orientación y aclaración a tal respecto.
Ejemplo:
Se ha de calcular el área del polígono de la figura 84. Para este
cálculo se puede descomponer según se indica en la figura 85 o según
se indica en la figura 86.
—850—
Figura 84
Figura 86
Figura 85
En el primer caso, en el de la figura 85, el área será la suma del
cuadrado DEFG y del trapecio ABCG.
Ya recuerda cómo se halla el área del cuadrado y del trapecio:
Compruebe usted que, según se indica en la figura al lado del cuadrado mide 25 mm.
Área del cuadrado DEFG = 252 = 625 mm2..
La base menor BC del trapecio mide 25 mm y la base mayor
AG 45 mm.
25 + 45
Área del trapecio ABCG =
70
X 30 =
2
X 30 = 35 X 30 = 1050
2
El área total de la figura es, pues, 6 2 5 + 1050 = 1675 mm5.
Por el segundo procedimiento, por el de la figura 86, el área será
1 igual al área del triángulo rectángulo ABF más el área del rectángulo
BCDG. Ya sabe cómo se opera en uno y otro caso.
El cateto FA mide 20 mm y el cateto FB, 30; ya que 55 — 25 = 30.
Así, pues,
20 x 30
Área del triángulo ABF =
= 300 mm2
2
Recuerde que el lado GD mide 25 mm y el lado CD, 55. Por |o
tanto:
Área del rectángulo BCDG 25 X 55 = 1375 mm2.
Compruebe que por este procedimiento de la figura 86 se obtiene
el mismo resultado que por el procedimiento de la figura anterior.
—851—
Tomo 16
practica
torneado
LECCIÓN
EJEMPLO N. ° 3
En esta lección usted estudiará el mecanizado de una pieza cuyas
dimensiones y forma hacen necesario el uso de la luneta fija. Observe
en la figura 21 el croquis de dicha pieza y tenga en cuenta que para la
construcción de la misma se ha de partir de un trozo de barra de acero
de calidad F-5 (R = 60 kg / m m 2) y de las dimensiones: 0 = 80 y longitud = 395. La tolerancia es la general: en este caso ± 0, 1 mm.
Figura 21
—853—
Material: Acero F-5
CONSTRUCCIÓN DE LOS PUNTOS DE CENTRAJE DE LA PIEZA
La pieza habrá de colocarse entre plato y punto para poder efectuar
en sus dos extremos las zonas de apoyo para la luneta, por consiguiente,
antes se efectuarán los puntos de centraje de la pieza.
Figura 22
Se monta la pieza fuertemente en el plato universal y se coloca en
la contrapunta un portabrocas con una broca de centrar (fig, 22). Se
pone el torno en marcha y se comprueba el «salto «existente en el extremo opuesto al plato. Si es mucho, cosa muy fácil debido a la longitud
de la pieza y a estar sin mecanizar la parte fijada al plato, se para la
máquina, se golpea el extremo de la pieza, se vuelve a poner en marcha
y se comprueba dé nuevo.
Centrada la pieza con un salto aceptable (1 mm como máximo para
este caso), se acerca el contrapunto, se fija y se procede al mecanizado
del punto de centraje de la forma representada en la figura 22.
De igual forma se operará para el mecanizado del centro del otro
extremo de la pieza.
MECANIZADO DE LOS APOYOS PARA LA LUNETA
Seguidamente, se retira el vastago de la contrapunta por medio del
volante y se extrae el portabrocas, sustituyéndolo por el punto. Se acerca el vastago con el punto y se fija. Por último, se coloca la herramienta para efectuar la operación de la figura 23.
Se darán dos pasadas, una de desbaste y otra fina, puesto que la superficie debe quedar lo más pulida posible. De la misma forma se efectuará el mecanizado del otro apoyo (fig. 24).
—854—
Figura 23
Figura 24
Figura 25
—855-
FIJACION DE LA PIEZA ENTRE PLATO Y LUNETA
Se retira el contrapunto hasta el final de la bancada para que no
moleste y se monta (fig. 25) la luneta en el torno en la posición que
señale la pieza, fijándose como usted estudió en la lección 6 de TÉCNICA DEL TORNEADO.
Acto seguido, se procede al centrado de la pieza, regulando las mandíbulas mediante los tornillos de regulación, sin haber dejado de engrasar la zona donde rozan las mandíbulas con la pieza.
La comprobación del centrado se efectuará con un comparador, pero
en el caso de no disponer de él y como quiera que la pieza ha de ser
terminada entre puntos, puede centrarse acercando la herramienta e ir
regulando las mandíbulas hasta que la herramienta roce por igual sobre
la pieza.
REFRENTADO DE LAS CARAS
Las pasadas a dar para el refrentado (fig. 25) de las caras no
pueden ser muy grandes, ya que todo el esfuerzo lo soporta la luneta y,
por lo tanto, se haría una presión
excesiva sobre las mandíbulas, produciéndose un calentamiento excesivo que podría ser causa de agarrotamiento.
La primera cara se refrentará
hasta conseguir la cota de 392 y, seguidamente, se colocará de nuevo
en el contrapunto el portabrocas con la broca de centrar y se rehará el
punto de centraje (fig. 26), ya que al refrentar habrá desaparecido o,
por lo menos, se habrá inutilizado; además, de esta forma se volverá a
tener el diámetro exterior centrado con el punto.
A continuación se girará la pieza para el refrentado de la otra cara (figura 27), y una vez vuelta a fijar en el plato, se centra de nuevo para
comprobar si continúa en buena posición. Si bien esta comprobación
no es imprescindible puede ocurrir que la mandíbula se haya degastado o que haya cogido demasiado juego.
En esta operación se quitará material hasta conseguir la medida
de 390.
—856—
Figura 27
MANDRINADO
Con una broca de 0 48, que se habrá montado en el contrapunto
sustituyendo al portabrocas, se taladrará a la profundidad indicada en
la figura 27. Seguidamente, y una vez retirado el contrapunto y desmontada la broca, se montará en la torre portaherramientas una herramienta de mandrinar (figura 28).
Figura 28
La parte interior de la pieza quedará terminada, construyendo el
chaflán con la herramienta de refrentar.
—857-
ULTIMAS OPERACIONES
Para las restantes operaciones ya no se necesita la luneta, por lo que
se quitará del torno. También habrá de desmontarse el plato universal
para montar el plato de arrastre, ya que la pieza ha de terminarse entre
puntos y con perro de arrastre (figs. 29 y 30).
Observe que el punto colocado en la contrapunta en la figura 29
y en el eje cabezal en la 30, es especial para grandes diámetros.
Figura 29
El cilindrado de la parte del mandrinado (fig. 29) se efectuará dando una pasada de desbaste y otra de acabado, hasta dejar el diámetro
a 75. La pasada de acabado se dará con más revoluciones y menos avance
•que la anterior.
Figura 30
—858—
El mecanizado de la otra parte de la pieza (fig» 30) se efectuará de
la siguiente forma: primeramente se cilindrará una longitud de 240 mm
con un 0 60; después se cilindrarán los 40 mm restantes de longitud
a un 0 45 y, por último, montando la herramienta de refrentar, como
está representado en la figura, se efectúa el chaflán.
—859—
técnica Torneado
LECCIÓN
CALCULO DE LAS RUEDAS PARA PASOS
DE FRACCIÓN DECIMAL INEXACTA
Los pasos de rosca con fracción decimal inexacta reciben también el
nombre de pasos bastardos o aproximados. Parece ser que los antiguos
constructores de máquinas utilizaban estos pasos como medio de competencia.
Actualmente, rara vez se construye una rosca de paso bastardo. En
rigor, puede decirse que sólo se da este caso en la reparación de máquinas antiguas.
En la mayoría de los casos que pueden presentarse, el cálculo de
las ruedas se resolverá satisfactoriamente siguiendo los procedimientos
estudiados en las lecciones anteriores. Sin embargo, piense usted en la
gran variedad de pasos que pueden desearse, variedad complicada por
las diferentes medidas en milímetros y pulgadas y, además, por la diversidad de pasos de los husillos patrón de los tornos. Piense también en
que el número de ruedas a disponer es limitado y que cuando existe una
gran desproporción entre el paso del husillo y el de la rosca deseada se
ha de resolver el calculo de ruedas por aproximación. Por otra parte, la
obtención de roscas matemáticamente exactas es de todos modos imposible, pues aun en el caso de que las ruedas se hallen en la relación pre—860—
cisa, las inexactitudes del torno del husillo de roscar, etc., se manifiestan en el roscado.
La experiencia ha demostrado que el límite de error aceptable es
del orden de 0, 2 por 1. 000, es decir, que Ia diferencia de paso sólo puede llegar a 0, 2 mm en una longitud de 1 metro (1. 000 mm ). Este grado de precisión es suficiente en la construcción de máquinas para casi
todos los objetos. Los tornillos de fijación, de poca longitud, permiten
aún un error mayor que puede llegar hasta 0, 5 por 1. 000.
Solamente los husillos de roscar, tornillos de aparatos de medida y
otros semejantes no pueden admitir errores ni del 0, 2 por 1. 000 Pero
aun en estos casos pueden hallarse las ruedas más convenientes, aunque
alguna vez salga un número de dientes anormal que obligue a preparar
ruedas especiales.
Existen varios procedimientos de cálculo de las ruedas para tallar
roscas de paso de fracción decimal inexacta, basados todos ellos en la
sustitución de una fracción determinada, por otra fracción de valor muy
parecido.
Estudiaremos el empleado más corrientemente que es el de las
fracciones continuas, si bien lo enfocaremos de dos formas distintas:
la primera con el propiamente llamado método de fracción continua,
basado en el desarrollo continuo del quebrado inicial hasta hallar las
fracciones reducidas que lo sustituirán, y la segunda con el que designaremos método de fracción reducida, ya que se plantea directamente
el cálculo de las reducidas.
MÉTODO DE LAS FRACCIONES CONTINUAS
Consiste en transformar un quebrado en una expresión matemática
llamada fracción continua. Un ejemplo será suficiente para que usted
comprenda cómo se procede. Sirva para este ejemplo el quebrado
135
127
Se empieza por reducirlo a número mixto.
135
8
=1+
127
127
—861-
Como usted sabe, una fracción sigue teniendo el mismo valor si se dividen su numerador y denominador por el mismo número. Basándonos
en esta propiedad de los quebrados, dividiremos el numerador y el deno8
minador de la fracción
por 8, es decir, por el numerador, efec127
tuando la división de la siguiente forma:
y tenemos que:
Ahora, se procede de la misma forma que anteriormente, con el que127
brado
, es decir, se convierte en número mixto y numerador y de8
nominador del quebrado que resulte se dividen por el numerador.
Conversión en número mixto:
División:
-862—
1
quedándonos, pues, 15 +
, que pondremos en lugar del quebrado
De esta forma tenemos ya:
8
Exactamente igual se procede con el quebrado
:
7
Conversión en número mixto:
Dado que el numerador del quebrado es 1, el desarrollo ha terminado,
135
con loque resulta que el desarrollo de la fracción
es:
127
Como ha visto la operación del desarrollo se continúa hasta que se ob—863—
1
tiene un quebrado con numerador unidad, como el
del ejemplo.
7
Ahora el desarrollo completo y en forma conjunta
135
8
1
= 1 +
= 1 +
1
1
1 +—
7
15 +
1
1 +—
7
=
7
obtendremos lo que se llaman reducidas de la fracción continua, que
en el ejemplo serán, según los cocientes que se quitasen:
1
1
1, 1+
, 1 +
Los valores de estas reducidas son los valores aproximados del que—864—
brado de origen, con mayor aproximación cuantos menos parciales se
hayan quitado.
En el ejemplo, los valores de las reducidas convertida en quebrados son:
Así, pues, la fracción de valor más aproximado al quebrado inicial
17
será la de
.
16
Se puede hacer ahora el cálculo de las ruedas para roscar tomando,
en lugar de la fracción de origen, una de las fracciones reducidas. Naturalmente se cometerá un error, pero éste puede ser muy peque17
ño. Así en el ejemplo anterior, tomando la reducida
, el error cometido será de:
16
135
17
127
16
= 1, 062992126 - 1, 0625 = 0, 00049.
En un metro, este error sería igual a
0, 00049 X 1. 000
= 0, 46 mm.
1, 062992
—865—
O sea que, como puede observar, este error sería admisible para tallar
una rosca corta de fijación, tal como hemos indicado.
Aplicaremos ahora este caso a un ejemplo práctico.
Ejemplo 1. ° — Se trata de tallar una rosca de paso 13, 40 mm en
un torno cuyo husillo patrón tiene un paso de 2 hilos por pulgada.
Convertiremos el paso en hilos por pulgada a milímetros.
25, 4
PASO HUSILLO =
= 12, 70 mm.
2
Desarrollaremos la fracción continua:
134
Conversión de la fracción
a número mixto.
127
7
División del numerador y del denominador del quebrado
127
por el número 7:
—866—
127
Conversión de la fracción
a número mixto:
7
127
1
= 18 + — .
7
7
Por consiguiente tenemos que:
134
7
=1+
127
1
=1+
1
=1+
127
127
.
1
18 + —
7
7
1
Suprimimos el cociente parcial — y quedará la fracción reducida
7
a emplear:
134
1
18
1
19
18
18
18
18
=1+==
127
Comprobamos la diferencia:
134
19
= 1, 0551
127
= 1, 0555
18
1, 0555 - 1, 055 = 0, 0004 mm por vuelta.
Calcularemos el error por metro, que será:
0, 0004 X 1. 000
error =
= 0, 379 mm por metro.
1, 0551
Vemos que este error sería admisible para una rosca de fijación;
-867—
partiendo, pues, de esta fracción, procederemos al cálculo de las ruedas, en la forma que hemos estudiado en los envíos anteriores.
Multiplicamos por 10 el primer quebrado y por 30 el segundo:
Reduciremos el primer quebrado a la mitad y quedará:
Con todo lo cual obtenemos además un tren de ruedas sin incluir
la de 127 dientes. Efectuemos ahora la prueba:
95 x 30 x 12, 70
PASO =
= 13, 405mm
45 x 60
DESARROLLO EN FRACCIÓN
MENOR QUE LA UNIDAD
CONTINUA DE
UN QUEBRADO
Como es natural, puede darse el caso de que el quebrado a desarrollar sea menor que la unidad. Vea con un ejemplo cómo se procede en este caso.
Ejemplo 2. ° — Calcular las reducidas en fracción continua del
127
quebrado
.
135
127
Se convierte el
quebrado
a número mixto tomando el
135
-868—
135
quebrado — — — :
135
127
Usted comprenderá fácilmente que al quebrado
le faltan
135
8
135
para ser igual a
, es decir, igual a 1. Ahora se opera de
135
135
la misma forma que en el caso estudiado anteriormente:
8
División del numerador y denominador del quebrado
por
135
el numerador:
Conversión a número mixto del quebrado
135
135
—.
8
7
= 16 +
8
8
7
División del numerador y denominador del quebrado
por
8
el numerador 7:
—869—
8
Conversión a número mixto del quebrado —
7
Tenemos, pues, el desarrollo completo:
Suprimiremos ahora los cocientes parciales que son:
—870—
Y obtendremos las reducidas de la fracción continua, que respectivamente son:
Reduciremos las reducidas halladas a un quebrado, que será el que
sustituirá a la fracción inicial:
Al igual que en el caso visto anteriormente, la reducida más aproximada será la (3), ya que es la que hemos suprimido un valor más
127
pequeño quedando en definitiva que
es igual aproximadamente
135
16
a
17
Aplicado a un caso práctico se operará de la misma forma que ha
estudiado anteriormente.
—871—
MÉTODO DE LAS FRACCIONES REDUCIDAS
Basado en el mismo principio matemático que el anterior, se diferencia solamente en la disposición adoptada. El mismo ejemplo que nos
ha servido para explicarle cómo se procede con el método de las fracciones continuas, nos servirá ahora para explicarle el cálculo con el
de las reducidas:
135
Calcular las reducidas de la fracción
.
127
Se empieza dividiendo el numerador 135 por el denominador 127.
Se efectúa una nueva división en la que el anterior divisor (127)
hace de dividendo y el primer resto (8) de divisor:
Se continúa operando de la misma forma hasta que se obtiene un
resto nulo, es decir que sea cero:
Para mayor seguridad, se ordenan, a medida que se efectúan las
divisiones, los números que intervienen, en un encasillado de la forma
siguiente:
—872—
Para la formación de tas reducidas se utiliza la fila superior, es
decir, la de cocientes. Al comienzo del cálculo se opera siempre como
se explica a continuación, con las dos fracciones siguientes:
1. ª REDUCIDA
Se multiplica el primer cociente (1 en este ejemplo) por el numerador (1) de la segunda fracción y se le suma el numerador (0) de la
primera. El resultado es el numerador de la primera reducida:
1 x 1 + 0 = 1
El denominador se halla multiplicando el mismo cociente (1) por el
denominador (0) de la segunda fracción y sumando al resultado el denominador de la primera:
1 x 0 + 1 = 1
2.a
1
La primera reducida es, por consiguiente —
1
REDUCIDA
Se multiplica ahora el segundo cociente (15) por el numerador (1)
de la primera reducida y se suma al producto el numerador (1) de la
1
segunda fracción (—):
0
15 x 1 + 1 = 16
El 16 es el numerador de la segunda reducida.
Para hallar el denominador se multiplica el mismo cociente (15) por
el denominador de la primera reducida y se le suma el denominador
de la segunda fracción:
-873—
15 x 1 + 0 = 1 5
16
es la segunda reducida.
15
3.a REDUCIDA
El numerador de la tercera reducida lo hallará usted multiplicando
el tercer cociente (1) por el numerador (16) de la segunda reducida y
sumando al producto el numerador (1) de la primera:
1 X 16 + 1 = 17
Multiplicará después el mismo cociente (1) por el denominador (15)
de la segunda reducida y le sumará el denominador (1) de la primera.
De esta forma hallará el denominador:
1 X 15 + 1 = 16
17
Por consiguiente, la tercera reducida es
16
4.
a
REDUCIDA
Multiplicando el cuarto cociente (7) por el numerador (17) de la
reducida obtenida anteriormente y sumándole el numerador (16) de
la segunda reducida, obtendrá el numerador de la cuarta reducida (en
este ejemplo, la última, dado que hay cuatro cocientes):
7 x 17 + 16 = 135
Por último, hallará usted el denominador, multiplicando el mismo
cociente (7) por el denominador (16) de la tercera reducida y sumándole el denominador (15) de la segunda:
7 x 16 + 1 = 127
—874—
135
Así, pues
, es la cuarta reducida, igual A la fracción inicial.
127
Como usted puede comprobar, las reducidas son las mismas que anteriormente se hallaron utilizando el método de las fracciones continuas.
APLICACIÓN DE LAS REDUCIDAS
Generalmente se opera con la reducida más aproximada a la inicial,
17
es decir, con la penúltima; en este ejemplo con la
, es decir, con
16
la misma que hemos señalado como la más adecuada.
Si la penúltima no conviniese, se operará con la precedente, pero
ha de tenerse en cuenta que cuanto más se separe de la fracción inicial,
menos exacto resultará el paso.
Resolveremos ahora el ejemplo núm. 1 empleando este método:
134
Hallar las reducidas de la fracción
(rosca de paso 13, 40 m m ;
127
husillo patrón paso = 2 hilos por pulgada).
1
18
134
127
7
7
1
0
7
1
Compruebe que se ha operado correctamente
1.a reducida:
1. er cociente: 1
—875—
2.a reducida:
2. ° cociente: 18
3.a reducida:
3. er cociente: 7
Vea que estas reducidas son las mismas que se han calculado por
el método de las fracciones continuas.
El cálculo de reducidas puede aplicarse tanto a la fracción inicial
completa (caso del ejemplo núm. 1) como a uno cualquiera de los dos
términos de dicha fracción. Atienda usted a los siguientes ejemplos
para una mejor, comprensión:
Ejemplo núm. 3
— Calcular las ruedas para tallar una rosca de paso 1, 44 mm. en
un torno, cuyo husillo patrón tiene un paso de 8 rmm.
Operando como en el ejemplo núm. 1 tomaríamos, para el cálculo
de reducidas, la fracción inicial completa:
Sin embargo, operaremos sólo con un numerador:
—876—
144
La fracción
puede simplificarse:
100
36
11
1
2
25
11
3
2
3
3
1
2
1
2
1
0
Como usted puede comprobar se han efectuado las divisiones de
la misma forma que se han explicado:
Reducidas:
—877—
Efectuaremos ahora el cálculo de ruedas:
13
Penúltima reducida de 1, 44 =
9
Dividiendo por 2 y multiplicando por 10:
Descomponiendo:
Multiplicando 5 y 20 por 4 y 13 y 18 por 5:
—878—
Prueba:
Ejemplo núm. 4:
Construir una rosca de paso 2, 66 mm en un torno con husillo
patrón de 8 mm de paso.
Operando como en el ejemplo anterior calcularíamos las reducidas
266
de la fracción 2, 66 =
, pero para una mayor comodidad y te100
niendo en cuenta que 2, 66 =1 + 1, 66, también podemos calcular
166
las de la fracción
que, simplificada, dividiendo por 2, se con100
83
vierte
.
50
1
1
1
1
16
83
50
33
17
16
1
33
17
16
1
0
Reducidas:
—879—
Cálculo de ruedas:
5
Penúltima reducida de 1, 66 =
.
3
Teniendo en cuenta que el paso de la rosca a construir es 2, 66, a
5
3
la reducida
le añadiremos 1, es decir,
3
3
Descomponiendo:
Mutiplicando 8 y 12 por 100 y también 1 y 2 por 25:
—880—
Prueba:
OBSERVACIÓN IMPORTANTE
En el caso de que la penúltima reducida estuviese formada por uno
o dos números primos demasiado altos para poderse obtener un juego
de ruedas de posible montaje, ha de recurrirse a la reducida anterior.
Ahora bien, si la reducida diese una cifra decimal demasiado inexacta, se procede como sigue: se suman o restan término a término
la penúltima y la antepenúltima reducida, dando la suma o la resta, una
fracción decimal más exacta que la reducida más alejada.
Ejemplo núm. 5:
Construir un paso de 2, 61 mm en un torno con husillo patrón de
paso de 5 mm.
2, 61 = 1 + 1 , 61
161
1, 61 =
100
161
Cálculo de las reducidas de la fracción
100
1
161
61
1
1
1
1
3
2
2
100 61
39
22
17
5
2
1
17
5
2
1
0
39
22
Reducidas:
-881—
2 X 41 + 18
100
66
El denominador de la penúltima reducida
es un número
41
primo demasiado alto para poder operar con él. Restaremos término a
término la penúltima reducida y la anterior.
'
66—29
37
41—18
23
—882-
•
23
Dado que 2, 61 = 1 + 1, 6 1 , añadiremos
37
—a
23
23
Multiplicando 1 y 5 por 20, tendremos:
Aproximación: 2/1000 por hilo.
Ejemplo núm. 7:
— Construir una rosca de paso 1, 71 mm en un torno con husillo
patrón de paso 6 mm
1
1
2
2
4
3
171
100
71
29
13
3
1
71
29
13
3
1
0
—883—
Reducidas:
53
La penúltima reducida de 1, 71 es
. Los dos términos son dos
31
números primos demasiado altos para obtener un juego de ruedas que
53
sea posible montarlo. Sumaremos término a término la reducida
31
12
y la anterior
.
7
—884—
Descomponiendo:
Multiplicando los cuatro términos por 5:
Prueba:
65 x 25 x 6
p =
= 1 , 7105
60 x 95
CALCULO DE LAS REDUCIDAS DE UN QUEBRADO MENOR QUE LA
UNIDAD
En este caso se opera como si el denominador fuera el numerador
y viceversa. Una vez halladas las reducidas se invierten sus términos.
127
Así, por ejemplo, las reducidas de la fracción
son las mismas
135
135
que las del quebrado
, pero con los términos invertidos. Es decir:
127
Reducidas de
Reducidas de
-885—
OBTENCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS DE ROSCAR
El trabajo de roscado en el torno puede descomponerse en tres fases:
• Cálculo de las ruedas y preparación de la máquina.
• Preparación de las herramientas.
• Práctica del roscado propiamente dicha.
Empezamos el estudio de la preparación de las herramientas señalando que la obtención rápida y correcta de las roscas depende, ante todo,
del cuidado que se ponga en dicha preparación.
En especial hay que cuidar que la forma sea correcta, montarlas precisamente en la posición exacta y necesaria y hacerlas penetrar en las
piezas en la forma conveniente según la clase y calidad de la rosca que se
pretenda conseguir. Solamente haciéndolo así, puede efectuarse un roscado rápido y perfecto.
PRINCIPIO Y FORMA DE LAS HERRAMIENTAS
Observe la figura 489 atendiendo a la siguiente explicación: la
arista de corte de la herramienta engendra un perfil de rosca de una
sección determinada en el plano del eje previsto.
Figura 489. — Posición pieza-herramienta. La superficie de apoyo paralela al
plano del eje
-886-
La inclinación de los flancos de la herramienta es, según ya estudió
en la lección 13 (Cálculo de la inclinación de la herramienta), función
del paso y del diámetro del tornillo, pero además debe añadirse el
valor del ángulo de incidencia en las dos caras, cuyo valor es de 4 a 6o.
Esta inclinación provoca siempre un mayor desahogo en un lado
que en otro. El lado de mayor desahogo corresponde a la derecha o a
la izquierda, según haya de efectuarse una rosca a la derecha o a la
izquierda. Fíjese a este respecto en la figura 490.
Figura 490. — Ángulos de inclinación
e incidencia
Figura 491. — Ángulo de contradespulla.
Cuando el paso a realizar es rápido, es decir, cuando el ángulo de
inclinación de la hélice es mayor de 4°, debe hacerse una contradespulla suplementaria (fig. 491) para evitar que la herramienta roce
o «talone» contra la rosca ya hecha.
La cara superior puede tener distinta forma según sea el material
a cortar; de esta forma dependerá la dirección de la penetración de la
herramienta:
• Cara superior horizontal, para trabajar latón bronce y, en general, metales duros. En este caso, la penetración de la herramienta
será normal, es decir, perpendicular al eje de la pieza, se efectuará con el carro transversal. Las herramientas con esta forma,
se llaman de penetración normal (fig. 492).
• Cara superior inclinada para trabajar metales relativamente blandos como el acero suave. Solamente una de las aristas es de corte
—887—
Figura 492. — Herramienta de penetración normal para rosca triángulos S. I.
y, por tanto, paralela al plano del eje de la pieza. A partir de esta
arista se inicia la pendiente de desahogo o ángulo de desprendimiento, para facilitar la evacuación de las virutas. La penetración es oblicua (figura 493).
Figura 493. — Herramienta de penetración oblicua para rosca triangular S. I.
a la izquierda
—888—
TIPOS DE HERRAMIENTAS DE ROSCAR
Pueden clasificarse en dos grandes grupos: para roscas exteriores
y para roscas interiores. Y dentro de cada uno de estos dos grupos
pueden clasificarse en:
— Herramientas de una sola pieza (monoblocs), rectas o acodadas
para derecha o izquierda (fig. 404 de la lección 11).
— Herramientas con cuchilla postiza (prisma) y apriete por tornil l o o chaveta ( f i g . 4 1 3 de la lección 1 1 ) .
— Herramientas con plaquita soldada ( f i g . 4 0 2 de la lección 1 1 ) .
— Herramientas de perfil constante (2 de la f i g . 4 1 6 , lección 11),
primitivas o circulares.
HERRAMIENTAS PARA ROSCAS MÉTRICAS S. I.
Su forma varía según el material a roscar y el tipo de penetración
elegida. Aclaremos que penetración es la introducción de la herramienta en la pieza para efectuar la rosca e insistiremos en que puede ser:
• normal, cuando es perpendicular al eje de la pieza;
• oblicua, cuando es inclinada con relación al eje;
Figura 494. — Dirección de la penetración, a) normal; b) oblicua
c) conjugada.
• conjugada, cuando es una combinación de penetración normal
y de un desplazamiento paralelo al eje de la pieza (fig. 494);
• por encima del eje, o sistema americano.
—889—
HERRAMIENTAS DE PENETRACIÓN NORMAL
Según el material a trabajar pueden ser:
• Herramienta con ángulo de pendiente de afilado nulo.
La superficie de ataque es plana y paralela a la base de apoyo.
Está situada en el plano del eje de la rosca y el ángulo y forma
de la arista variará el perfil de rosca a producir.
Los flancos tienen una despulla lateral, según está representado
en figura 492. Este tipo de herramienta no permite fuertes pasadas, pues las dos aristas trabajan juntas y podrían arrancar el
material de los flancos.
Es interesante su aplicación para roscas precisas a derecha e izquierda, exterior e interior.
Figura 495. — Herramienta de penetración normal con pendiente de afilado
hacia atrás
Herramienta con pendiente hacia atrás (fig. 495).
Se utiliza para el desbaste rápido de las roscas. Debe tenerse en
cuenta que el perfil de la arista de corte no está en el plano del
eje y, por tanto, debería corregirse para evitar los errores de
forma.
—890—
Este error puede, no obstante, tolerarse para roscas de paso fino
(menores de 2 mm ).
HERRAMIENTAS DE PENETRACIÓN OBLICUA
Y PENDIENTE LATERAL
Esta herramienta, según usted puede ver en la figura 493, sólo
corta por una arista (la izquierda, para roscas a la derecha). Esta arista
es paralela a la base de apoyo y está situada en el plano del eje de la
rosca; corta en toda su longitud, al igual que una herramienta de
cuchilla. El ángulo del perfil debe ser el teórico para el acabado de !a
rosca a realizar e inferior para el desbaste de los pasos grandes.
El ángulo de pendiente varía según el material a trabajar. La superficie de ataque puede ser plana o cóncava para facilitar el corte.
Estas herramientas, al igual que las de penetración normal, sirven para
Figura 496. —Destalonado de una herramienta de roscar interior
el roscado interior, pero con ángulos de despulla mayores (de 6o a 15°).
El talón de la herramienta ha de estar destalonado, sobre todo para
agujeros pequeños (menores de 30 mm ) (fig. 496).
HERRAMIENTAS DE PENETRACIÓN CONJUGADA
Son, en realidad, herramientas de penetración normal con una ligera pendiente hacia atrás de las dos aristas cortantes (pendiente preferiblemente de forma ligeramente convexa). Un desplazamiento longitudinal permite un buen acabado de flancos y un buen desprendimiento de viruta, merced a la pendiente, si bien no se utilizan muy a
menudo por la dificultad que representa su preparación.
—891—
Figura 497. — Penetración por encima del eje.
Solamente válidas para roscar exteriores. La superficie de ataque
es plana y paralela a la base del apoyo. Está estudiada por encima del
plano del eje, en una magnitud igual a 1/4 del valor del diámetro del
núcleo de la rosca.
El ángulo del perfil varía con el diámetro y el paso. En los desbastes
de roscas métricas S. I. suele convenir un ángulo de 55°, pero para
acabados ha de calcularse el ángulo corregido convenientemente y afilar
la herramienta en consecuencia.
HERRAMIENTAS DE PERFIL CONSTANTE
Usted sabe (lo estudió en la lección 11) que las herramientas de
perfil constante tienen la inapreciable ventaja, sobre todo para perfiles
de difícil preparación (roscas y formas complejas) de mantener siempre
el perfil correcto, independientemente del afilado.
Fácilmente se comprende esta ventaja, sobre todo si tiene en cuenta que es muy difícil preparar el perfil correcto con su ángulo correspondiente, el redondeado de la punta, etc. Las herramientas de perfil
constante pueden ser según la forma de la herramienta, prismáticas o
circulares. Se montan en portaherramientas especiales y se emplean en
penetración normal y conjugada..
—892—
Figura 498. — Herramientas prismáticas de perfil constante, a) para perfil
métrico S. I.; b) para perfil Whitworth; c) portaherramientas.
HERRAMIENTAS PRISMÁTICAS DE PERFIL CONSTANTE (fig 498)
Sólo sirven para roscas exteriores. El reafilado del corte se efectúa
únicamente en la superficie superior o cara de ataque y se sujetan en un
portaherramientas especial que permite graduar la posición de las mismas en el sentido de la altura. La herramienta, por ser de penetración
normal, debe colocarse a 90°, respecto del eje.
Una variante muy utilizada en
estas cuchillas es la constituida por
las herramientas llamadas de horquilla (fig. 499). El corte se efectúa
mejor con ellas porque permiten
que las virutas producidas en uno
y otro flanco del filete se desprendan libremente, sin enredarse unas
Figura 499. — Herramienta de
con otras. Las virutas salen separahorquilla.
das hasta la última pasada, en la
cual debe tenerse sumo cuidado, pues la herramienta trabaja por todo
el perfil.
La circunstancia de que las superficies de ataque puedan afilarse
con pendiente lateral, de manera que sólo las aristas cortantes permanecen en el plano del eje, mejora considerablemente el efecto cortante.
—893—
También para filetes trapezoidales se utilizan a veces herramientas
como la indicada en la figura 498 a,
pero otras veces, según el paso a tallar y el diámetro de fondo es necesario tallar la parte de la herramienta que lleva el perfil, en posición
inclinada de acuerdo con el ángulo
de inclinación del filete (fig. 500).
Para las roscas cuadradas no es
conveniente usar herramientas de
forma prismática o circulares, pues
deben destalonarse mucho, a fin de
asegurarse que sólo la arista cortante se halle en contacto con la pieza
Figura 500. — Vistas delineadas de
que
se trabaja. Las aristas de los
una herramienta de perfil constante trapezoidal y forma prismática. flancos de la herramienta no deben
entrar en contacto con los flancos
del filete.
Dado que sólo ha de actuar como arista de corte la arista delantera, los ángulos alfa y beta no pueden considerarse como ángulos de inci-
Figura 501. — Herramientas para roscas cuadradas, a) arista cortante; b) ángulos de destalonado; c) repasado de un flanco.
dencia, pero convendrá dejarlos lo suficientemente grandes para asegurarse de que no talonan los flancos del filete (fig. 501). Estas herramientas suelen prepararse con barritas tratadas (2 de la fig. 400, lección 11) montadas en portaherramientas especiales (fig. 394).
—894—
Otras veces, cuando el flanco del filete queda muy arañado, puede
repasarse con unas herramientas, como de cuchilla, pero con pendiente
convexa y lo suficientemente estrecha para que entrando en el filete,
corte solamente por un flanco.
HERRAMIENTAS CIRCULARES DE PERFIL CONSTANTE
Las herramientas circulares son otro tipo de herramientas de roscar.
Observe que en el diseño y montaje de estas herramientas se ha considerado que debían mantenerse los mismos ángulos de corte que en los
demás tipos.
Vea en la figura 502 que una colocación como la que se indica
correspondería a un ángulo de corte de 90° y que, por consiguiente, para
conseguir un ángulo de incidencia alfa, habrá de modificarse la posición
de la herramienta, ya que el ángulo de ataque tiene que continuar siendo de 0 o , es decir, la cara de ataque plano y paralela al plano del eje
a cuya altura debe estar situada.
Figura 502. — Colocación de una herramienta circular de perfil
constante.
Figura 503. — Colocación de una herramienta circular de perfil constante para conseguir un ángulo de
incidencia.
En la figura 503 el centro se ha subido de una altura h. Esta altura
depende, naturalmente, del diámetro y del ángulo de incidencia a, pero
mantiene el ángulo de ataque a 0o y el mismo ángulo de corte que si
fuese una herramienta prismática.
—895—
Si el portaherramientas se coloca
demasiado alto o demasiado bajo (figura 504) la herramienta, en posición defectuosa, tallará un perfil incorrecto, pues se habrá modificado
como consecuencia de la inclinación dada a la cara de ataque.
Estas herramientas se construyen en forma de láminas circulares,
en cuya llanta se ha labrado el perfil
correspondiente (fig. 505), o bien
llevando una rosca de igual paso a
la que ha de tallar (fig. 506).
La forma (a) de la figura 505
se emplea para filetes triangulares Figura 504. ' — Colocación falsa del
con pequeño ángulo de inclinación,
portaherramientas.
tomando entonces un ángulo de incidencia a bastante grande, a fin de
que también lo sean los ángulos de incidencia de los flancos. El ángulo
a no debe ser menor de 15o
Figura 505. — Herramientas circulalares de perfil constante, a) de un
filete; b) de tres filetes.
Figura 506. — Herramienta circular
con filete de rosca (sección triangular, trapezoidal, etc. )
Para tallar roscas con un ángulo de inclinación mayor, al igual que
para roscas trapeciales, el ángulo de incidencia de los flancos resulta
demasiado pequeño y la herramienta talona sobre ellos. En estos casos
se recurre a la forma de la figura 506, pero debe tenerse en cuenta que
la dirección del filete de la herramienta ha de ser opuesta a la de la
pieza, o sea que para tallar una rosca a la derecha, la herramienta lo
—896—
ha de estar a la izquierda y al mismo tiempo los diámetros de la pieza
y de la herramienta han de ser aproximadamente ¡guales para que el
ángulo de inclinación del filete sea el mismo.
Cuando el diámetro a roscar sea
muy pequeño y, en consecuencia, el
de la herramienta, tanto que imposibilite el montaje, puede solucionarse el problema, dándole a la herramienta doble diámetro que a la
pieza y construyéndola con dos filetes de rosca, cuyo paso de espira
sea el doble del de la rosca de la
pieza, resultando así un filete de
Herramienta de filete
forma, paso y ángulo de inclinación Figura 507. — doble.
igual al que tendría una herramienta
de filete sencillo y de diámetro igual
a la mitad del de filete doble (fig. 507). Fíjese, para una mejor comprensión, en el siguiente ejemplo:
Se trata de tallar una rosca de 4 mm de paso en un torno con
husillo de 20 mm de diámetro.
Ya estudió en el envío 13 que el ángulo de inclinación se calcula
según la siguiente fórmula:
Así pues:
Compruebe en la tabla 8 de tangentes (lección 10) que a una tangente de 0, 06369 le corresponde un ángulo de 3o 3. 9'.
Si tomamos ahora un diámetro doble, deberá llevar un filete doble
de 8 mm de paso y resultará:
—897—
Otra aplicación de estas herramientas es el tallado de husillos con
varias entradas; este caso lo estudiaremos más adelante, para lo que
debe disponerse siempre que el número de aristas de corte sea el doble
del de hilos o entradas.
OTRAS HERRAMIENTAS
TRAPEZOIDALES
Pueden ser herramientas con
prismas ajustados. Con una, dos, o
tres aristas cortantes (figuras 508,
509 y 510).
Figura 508. — Herramienta de desbaste (arista activa frontal. )
Figura 509. — Herramientas con pendiente lateral; a) de izquierda; b) de
derecha.
ORDEN DE LAS OPERACIONES DE
AFILADO DE LAS HERRAMIENTAS DE ROSCAR
Es recomendable efectuarlo siempre en una máquina afiladora (figura 511) para tener la seguridad de
conseguir los ángulos necesarios.
510. — Herramienta de acaSin embargo, muchas veces, por no Figura
bado (tres aristas cortantes).
—898—
Figura 511. — Máquina afiladora de herramientas. Por no ser de la especialidad
del tornero, dejamos sin explicar el manejo de esta máquina
disponer de afiladora, ha de efectuarse a mano. Vea la forma correcta
de proceder:
1. ° Se comprueba si el perfil de la herramienta corresponde a la
muestra dada o a las características señaladas.
2. ° Se rectifica la forma del
perfil (perpendicular a la cara de
base o apoyo) y se efectúa la correspondiente comprobación con galga
(figura 512).
3. ° Se rectifican las caras en
despulla.
4. ° Se rectifica la superficie
de ataque (figs. 492 y 493).
5. ° Por último se mejora la f i nura de la arista pasando la piedra.
Y, finalmente, no estará de más Figura 512. — Galga para el afilado
recordarle que la viruta (fig. 439 de
de rosca trapezoidal (50°).
la lección 13) obtenida en el roscado en acero con la herramienta bien afilada tiene la forma de una cinta
rizada.
—899—
matemáticas
para tornero
LECCIÓN
RELACIÓN DE LA CIRCUNFERENCIA AL DIÁMETRO
Si se divide la longitud de una circunferencia cualquiera por la
longitud de su diámetro, el resultado de la división siempre será el
número 3, 1415926535... Para operar se toma el valor aproximado
3, 1416 que se representa por la letra griega (pi). De este número se
dice que es la razón o relación de la circunferencia al diámetro, ya
que indica que la longitud de una circunferencia es siempre 3, 1416
veces mayor que la longitud de su diámetro.
Si con la letra C se expresa la longitud de la circunferencia y
con la letra d el diámetro, se tiene la fórmula:
es decir, la longitud de la circunferencia dividida por su diámetro
es igual a - que es igual a 3, 1416.
LONGITUD DE LA CIRCUNFERENCIA
De la relación de la circunferencia al diámetro se deduce que multiplicando el diámetro de una circunferencia por - se obtiene su
longitud.
—900—
Ejemplo: Hallar la longitud de una circunferencia cuyo diámetro
mide 8 cm.
8 x 3, 1416 = 25, 1328 cm.
De acuerdo con la fórmula anterior, queda establecida esta
otra fórmula:
es decir, la longitud de la circunferencia es igual al producto de
su diámetro por 3, 1416.
Usted sabe perfectamente que el diámetro de una circunferencia
es igual a dos radios; por lo tanto, también puede conocerse la longitud de una circunferencia multiplicando el producto de 2 por - por
el radio.
Así, pues, queda formada la siguiente fórmula:
que se lee, la longitud de la circunferencia es igual al producto de
2 por 3, 1416 por el radio.
DIÁMETRO DE LA CIRCUNFERENCIA
Para hallar el diámetro de una circunferencia conociendo su longitud, se divide ésta por pi y el resultado es el diámetro.
Ejemplo: Hallar el diámetro de una circunferencia cuya longitud
es 25, 1328 cm.
25, 1 3 2 8 : 3, 1416 = 8 cm.
Con la fórmula:
se indica que el diámetro de una circunferencia es igual a su longitud
dividida por 3, 1416.
LONGITUD DE UN ARCO
A la longitud total de la circunferencia, que como ha estudiado es
igual a 2 pi r, le corresponde 360 grados. Por lo tanto, a un arco de un
—901—
grado, le corresponderá un valor de
Ahora bien, a un arco de un número determinado de grados, le corresponderá un valor tantas veces mayor como número de grados tenga.
Si con la letra n se expresa el número de grados se tiene la
siguiente fórmula:
Longitud de un arco de n grados =
que se lee: la longitud de un arco de determinado número de grados es igual al producto de 2 por pi multiplicado por el radio y por
el número de grados dividido por 360.
Ejemplo: ¿Cuál es la longitud de un arco de 12º en una circunferencia de 2 metros de radio?
ÁREA DEL CIRCULO
Usted sabe perfectamente que así como la circunferencia es una
línea, el círculo es una superficie. Ha estudiado ya cómo se halla la
longitud de una circunferencia, así como la razón constante de la circunferencia con el diámetro. Ahora, verá cómo se procede para hallar
el área de un círculo.
El área del círculo es igual al producto de - por el cuadrado del radio.
Ejemplo: ¿Cuál es el área de un Círculo de 6 metros de radio?
3, 1416 X 6² = 3, 1416 x 36 = 113, 0976 m²
Si se llama S al área de un círculo, se forma la siguiente fórmula:
que se lee: el área del círculo es igual al producto de 3, 1416 por
el cuadrado del radio.
—902-
ÁREA DEL SECTOR CIRCULAR
Para hallar el área de un sector circular se opera igual que para
hallar la longitud de un arco, pero —fíjese bien —basándose en la superficie del círculo en lugar de la longitud de la circunferencia.
Así, pues, el producto de 3, 1416 por el cuadrado del radio se multiplica por los grados del arco y el producto se divide por 360.
Ejemplo: Hallar el área de un sector circular cuyo radio es de 12 m
y el arco de 120°.
Si con la letra S se designa el área del sector circular el procedimiento queda expresado por esta fórmula:
que se lee: el área del sector circular es igual al producto de
3, 1416 por el cuadrado del radio multiplicado por el número de
grados del arco y dividido el producto por 360.
ÁREA DE LA CORONA CIRCULAR
El área de la corona circular es igual a la diferencia entre las áreas
Figura 88
Figura 87
-903—
de los círculos concéntricos OA y OB en Ia figura 87, y se halla multiplicando la diferencia de los cuadrados de los radios por pi.
Ejemplo: Hallar el área de una corona circular, cuyos radios miden,
respectivamente, 12 m. y 8 m.
3, 1416 (122 —8 2 ) = 3, 1416 (144-64) = 3, 1416 x 80 = 2 5 1 , 33 m.2
Representado el radio mayor por r y el radio menor por r', se
establece la siguiente fórmula:
Área corona circular S = pi (r2 — t´²)
es decir, el área de la corona circular es igual a 3, 1416 multiplicado por la diferencia de los cuadrados del radio mayor y del radio
menor.
ÁREA DEL TRAPECIO CIRCULAR
ACB de la figura 88 es un trapecio circular. El área del trapecio
circular es igual a la diferencia de las áreas de los dos sectores que lo
determinan OCE y OAB.
La fórmula para hallar el área de un trapecio circular, si se
llama r y r' a los radios de los dos sectores y I y I' a las longitudes
de sus arcos, es
r I — r´ I´
Área trapecio circular S=
2
que se leerá: el área del trapecio circular es igual al producto del
radio mayor por la longitud del arco mayor menos el producto
del radio menor por la longitud del arco menor y dividida la diferencia por 2.
Ejemplo: Hallar el área de un trapecio cuyos radios miden, respectivamente, 7, 5 cm. y 5 cm., y sus arcos respectivos 7, 854 y 5, 236 cm.
7, 5 x 7, 854 — 5 x 5, 236
58, 905 — 26, 18
=
2 .
= 16, 362
2
Depósito Legal B. 3134-1959
Impreso en GERSA
Llorens y Barba, 38
-904—
BARCELONA-13
Printed in Spain
Tomo 17
PRACTICA DEL
TORNEADO
EJEMPLO N.
LECCIÓN
4
4
Se trata del mecanizado de una pieza que debido a su forma, obliga
por así decirlo, a una fijación especial.
Figura 31
— 905 —
No es corriente que la mecanización de las piezas de este tipo se
efectúe completamente en el torno, sino que la mayoría de las veces se
lleva a cabo a través de diferentes máquinas. Así la cara A de la pieza
de la figura 31 ha sido mecanizada en la fresadora dejando la pieza a las
medidas inclinadas en dicha figura.
En la figura 32 se señala la parte
del torneado, con las cotas a que ha
de quedar. Como se deduce de dicho croquis, interesa que la cara a
mecanizar sea completamente perpendicular al eje del agujero; por
consiguiente se mecanizará dicha
cara, y se mandrinará el agujero con
la misma fijación. Asimismo, la única superficie con la que puede obtenerse un buen asiento es la que
ha sido fresada.
Figura 32
FIJACIÓN DE LA PIEZA
Se empleará un plato liso y en él se fijará una escuadra en la que
Figura 33
— 906 —
a su vez se fijará la pieza. Vea
montaje de la escuadra sobre el
de la pieza sobre la escuadra; a
para compensar el desequilibrio
en A de la figura 33 el conjunto del
plato y en B el detalle de la fijación
es un contrapeso colocado en el plato
originado por la escuadra y la pieza.
PREPARACIÓN DE LA MAQUINA
Se monta el plato liso en el eje del cabezal, fijándolo adecuadamente y sobre el plato se monta la escuadra. El eje geométrico del eje
o husillo del cabezal debe coincidir con el eje del agujero de la pieza.
Como se observa en el croquis de la figura 32 la cota de la base al eje
del agujero, va con la tolerancia 35 ± 0,05.
Se tomará un comparador y se fijará en la torre portaherramientas,
o bien, si es que tiene pie magnético, sobre el carro transversal. Se situará la escuadra de forma que pueda comprobarse que está horizontal
con el comparador. También se colocarán los puntos en el eje del cabezal y la contrapunta y entre puntos se montará un torneador para tomar
la medida del eje a la cara de la escuadra.
Figura 34
En la figura 34 está representado el desarrollo de la operación. En
primer lugar, como se aprecia en A y B, se desplaza el comparador en
sentido longitudinal y transversal mediante los dos carros. Así se comprueba si la base es paralela al eje del torno, ya que damos por supuesto
— 907-
que el husillo es paralelo a las guías de la bancada, que es lo que debe ser.
Seguidamente se monta un torneador cilindrico entre puntos y se
comprueba, con el comparador, que no tenga salto. Después, se toma
la medida con un mirafondos o palmer de profundidades, teniendo en
cuenta (C en la figura 34) que la cota a considerar es la que se tiene en
la pieza más la mitad del diámetro del torneador. Partiendo de la primera medida se desplaza la escuadra hasta conseguir la posición deseada y se fija comprobándose de nuevo que esté bien plana.
Se fija la pieza y se centra según el eje vertical de la misma. Esto
puede hacerse acercando el punto de la contrapunta y tomando medidas a partir de él. Fijada la pieza como en la figura 33, se deja el
eje del cabezal en punto muerto, es decir, sin tener ninguna marcha
engranada y se hace girar el plato para localizar el punto en que ha de
colocarse el contrapeso.
MECANIZADO
No creemos necesario explicarle el desarrollo del mecanizado; repetidas veces se le ha explicado la forma de efectuar un refrentado, un
taladrado y un mandrinado. Solamente le señalaremos algunas precauciones que debe tomar en este caso concreto:
* Aunque se haya equilibrado el plato, la pieza no deja de estar descentrada y tiende a salir despedida, por lo que la velocidad de trabajo deberá reducirse según los casos; en éste se reducirá a la mitad.
• La fijación de la pieza no es muy sonda, por lo que las pasadas y
avances también serán reducidas, para evitar que la pieza se mueva
o, en el peor de los casos, salte.
• Se evitarán las paradas o puestas en marcha bruscas que podrían
aflojar el plato y hacerlo salir de su sitio.
• La cara a refrentar no es cilindrica; por lo tanto, al empezar a trabajar la herramienta de refrentar trabajará a golpes, pues lo primero
que tocará serán los cantos de la cara. Por esta razón no podrá darse
mucha pasada.
Aparte de estas consideraciones y como norma general, el tornero no
debe colocarse, cuando se trabaje en estas condiciones, frente al plato,
sino que se desplazará a la derecha para evitar que resultare accidentado,
si por cualquier circunstancia saltara la pieza.
— 908 —
TÉCNICA DEL
TORNEADO
LECCIÓN
17
TALLADO DE ROSCAS DE PASO RÁPIDO
Las mayores dificultades del
roscado se presentan en la talla de
roscas con un ángulo de inclinación
muy abierto. Estas roscas no son
nunca de sección triangular; destinadas a órganos de movimiento
en las máquinas, son casi siempre
de sección cuadrada o trapecial.
Ya estudió en la lección anterior
que el ángulo de inclinación de la
herramienta, propio del paso a tallar, se añadía un ángulo de inclinación cuyo valor señalábamos entre 4 y 6 grados. Esto repercute
poco en la resistencia de la arista
cortante de las herramientas para
pasos normales (fig. 513), pero ad- Figura 513. —Ángulo de inclinación Beta
ráquiere una gran importancia cuan- para pasos normales y opara pasos
pidos hasta 6 u 8o
do se trata de tallar pasos rápidos
(ángulos de inclinación de hasta 10°).
— 909 —
Como usted comprenderá fácilmente, el valor de los ángulos a1 y a2
(figura 513) dependen del ángulo de inclinación Beta más 4 o para a1 y
menos 4 ° para a2. El ángulo a1 disminuye tanto cuanto aumenta el ángulo de inclinación y llega a tener, para los pasos rápidos, valores excesivamente pequeños (A de la figura 514), pudiéndose romper la arista
con mucha facilidad.
Figura 514 — Posición de la herramienta en una rosca de paso rápido; Betam= ángulo de inclinación del diámetro medio o de flancos
En cambio, el ángulo a2 aumenta demasiado (A de la figura 514),
y su arista no corta en la forma debida, sino que comprime o raspa. Este
inconveniente puede atenuarse, practicando en el borde de la arista
cortante una ranura a modo de rompe-virutas (vea B de la figura 514)
la cual hace que el ángulo a2 disminuya hasta la dimensión correcta.
Ahora bien, de esta forma se obtiene una arista cortante adecuada, pero
se complica el afilado de la herramienta. De ahí, que en la mayoría de los
casos, al tallar roscas de paso rápido, es decir, con ángulo de inclinación
muy pronunciado, se evite que las aristas tomen ángulos de corte inadecuados (al demasiado pequeño y a2 demasiado grande) colocando la herramienta en la dirección del paso del tornillo. Observe a este respecto
C de la figura 514.
Esta colocación de la herramienta, sin embargo, es causa de alteraciones en el perfil de la rosca debido a que una de las aristas está por
debajo del centro y la otra está demasiado alta. Estas alteraciones se
— 910 —
anulan efectuando una operación previa de desbaste que arranque virutas gruesas y otra de afinado para el acabado de los flancos. Puede
procederse así gracias a que las roscas de este tipo tienen casi siempre
una sección muy considerable.
Para el desbaste se adopta la posición representada en C de la figura 514, y para el acabado se emplean dos herramientas separadas para
Figura 515 — Acabado por separado de los flancos con la arista cortante en el
plano horizontal y centrada
los flancos derecho e izquierdo, respectivamente, tal como se indica
en la figura 515. De esta forma, las aristas que cortan los flancos están
en posición horizontal. Como es natural, con este método se emplea
algo más de tiempo, pero la mayor seguridad y un mejor acabado lo
justifican plenamente, ya que en roscas de este tipo (para mecanismos
de máquinas) lo esencial es producir un filete de forma correcta; precisamente del filete obtenido dependerá el rendimiento y duración
del mecanismo.
La comprobación del perfil del filete con una galga de forma, colocándola perpendicular al ángulo de inclinación de la hélice, tal como se
representa en la figura 515, se efectuará siempre que el acabado se
haga con herramientas separadas.
— 911 —
INCLINACIÓN DE LA HERRAMIENTA PARA PASOS RÁPIDOS
CALCULO DEL ANCHO DE LA HERRAMIENTA
Con lo dicho queda entendido que en el tallado de roscas de mucha
inclinación (ángulo de inclinación mayor de 10°) y en las de filetes múltiples, resulta práctico colocar el corte de la herramienta inclinado de
un ángulo que conviene que sea siempre el medio de inclinación (C de
la fig. 514), es decir, el ángulo de la hélice en el diámetro medio o de
flancos. Así se obtienen los ángulos laterales a1 y a2 iguales, con los que
las dos caras cortan igualmente y sufren esfuerzos ¡guales.
Figura 516. — Cálculo de la anchura de la herramienta
Queda entendido también que el plano del eje en que esta colocación sitúa las aristas de corte no es el mismo que el de corte correcto y
ACLARACIÓN
En la lección de MATEMÁTICAS de este mismo envío se explica qué es el coseno de un ángulo. Como verá usted se trata de
una de las llamadas líneas trigonométricas. Otra línea trigonométrica es la tangente. Usted recordará que en la lección 10 de
TÉCNICA DEL TORNEADO ya operó con tangentes. De la misma
forma que se opera con las tangentes se opera con los cosenos.
Al final de esta lección insertamos con unas instrucciones para su
manejo, la tabla de cosenos para ángulos de 0 a 90°. Incluimos
también la de senos (otra de las líneas trigonométricas que usted
necesita conocer) para tener las tablas mejor ordenadas y de esta
forma su búsqueda le resultará más cómoda .
— 912 —
esto provoca una variación en el perfil. Además, resulta evidente también que la anchura de la herramienta deberá ser menor que cuando
se coloca horizontalmente, tal como usted puede comprobar en la
figura 516.
La nueva anchura se calculará por la siguiente fórmula:
Ancho herramienta posición inclinada = Ancho herramienta posición
horizontal X coseno ángulo inclinación medio.
En cuanto a la variación del perfil, por el cambio de plano de ataque,
según pudo estudiar en la figura 460 del envío 13, se suma también la
variación que provocaría trabajar con una misma herramienta un perfil
en el que hemos de considerar tres ángulos de inclinación:el del diámetro exterior, el del diámetro medio o flancos y el del diámetro interior o núcleo. De ahí que para corregir esto, se calcula el ancho de la
herramienta, teniendo en cuenta estos tres ángulos, puesto que a medida que el ángulo de inclinación crece, disminuirá su anchura.
Así, pues, los tres ángulos determinan tres anchuras distintas y
en los filetes de rosca cuadrada la anchura será mayor en la parte co-
Figura 517. — Variaciones en la anchura de la herramienta {rosca cuadrada,
be = b' bm = b'm bn = b'n
rrespondiente al diámetro exterior (que es el mayor y por tanto con
menor inclinación) que en la correspondiente al diámetro del núcleo,
(que es el menor y con mayor inclinación).
En la figura 517 puede ver, en forma acentuada, el perfil que to— 913 —
marían unas herramientas para rosca cuadrada, con las anchuras calculadas, para poder montar la herramienta inclinada según el ángulo de
inclinación medio Bm.
Los perfiles de la herramienta son iguales para el tornillo y la tuerca,
pero naturalmente, son opuestos respecto al mango de la herramienta.
El cálculo exacto de la anchura de la herramienta b es difícil y obliga al empleo de fórmulas algo complicadas. Generalmente, sobre todo
con ángulos de inclinación hasta los 10°, puede utilizarse la siguiente
fórmula, fórmula que da resultados suficientemente exactos siempre
que se considere el corte de la herramienta perpendicular a la hélice
del diámetro medio del filete:
Ancho de la herramienta
b= Ancho
teórico
X
coseno ang. inclinación hélice considerada
-----------------------------------------------------coseno (Bm, hélice media — Be, hélice exterior
o sea que ateniéndonos a la figura 517 las tres anchuras a considerar,
según las tres correspondientes hélices serán.
,
,
Ø exterior be = b X
cos
Ø medio bm =
cos
Be
(hélice extenor)
—
—
cos (Bm, hélice media —Be hélice exterior)
B
b
cos
Ø núcleo bn = b
X
m (hélice media)
'cos (B m, hélice media —B m. hélice media)
b
n (hélice núcleo)
X
eos (B m, hélice media —B n hélice núcleo)
(Este cociente recibe el nombre de ángulo de desviación)
Para los casos de gran inclinación (hasta unos 45°), la fórmula se
complica ligeramente, aunque luego usted verá la aplicación a un caso
práctico y podrá comprobar que no es difícil. Dicha fórmula es:
Ancho teórico
-----------------------------------------------------------cos B m X (1 + tgBm X tgBhélice considerada)
La práctica en el manejo de las funciones trigonométricas (seno,
coseno, tangente, etc.) le facilitará grandemente todos estos cálculos,
más aparatosos que complicados y además teniendo en cuenta que su
aplicación en el terreno práctico se le presentará poquísimas veces.
En el momento de su aplicación usted no recordará probablemente de
memoria estas fórmulas, pero le será suficiente dar un vistazo a esta
lección para recordarlas.
Ancho de la herramienta =
— 914 —
Todas estas fórmulas son aplicables en principio tanto para las
roscas cuadradas como para roscas trapeciales, aunque en estas últimas
la anchura del tornillo y de la tuerca no son ¡guales en una misma
Figura 518. — Variaciones en la anchura de la herramienta {rosca trapecial)
b'm = B'm
Considerando la rosca sin holguras Ve = B'n y b'n = B'e
sección del eje; por consiguiente, los perfiles de las herramientas de los
tornillos son diferentes de los de las tuercas (fig. 518). Solamente son
iguales en el tornillo y en la tuerca las anchuras medias. Consideradas las
roscas sin holguras, a la anchura para el diámetro exterior del tornillo
corresponde la anchura del diámetro del núcleo de la tuerca y viceversa.
DETERMINACIÓN GRÁFICA DEL ANCHO DE LA HERRAMIENTA
Se traza a escala real o bien a una escala aumentada el desarrollo de
la hélice para los diámetros exterior, de flancos y de núcleo. Para ello se
traza una recta CB igual al paso (en este caso lo hacemos a escala real)
y una perpendicular hacia abajo BA en la cual se señalan los desarrollos
de los diámetros de núcleo, medio y exterior (puntos An, Am y Ae). Estos
puntos se unen con rectas con el punto C, representando el desarrollo de la
hélice. Los triángulos formados tienen un cateto común CB que representa
el paso P.
Para roscas cuadradas, sobre el mismo dibujo se traza a escala la
anchura del filete, partiendo del punto C y sobre la recta CB.
— 915 —
En el ejemplo que exponemos ( f i gura 519) el ancho del filete se ha
dibujado a escala 10:1 para más claridad (por ello el ancho del filete
resulta mayor que el paso), pero se
puede dibujar también a cualquier
escala. Ahora desde el punto extremo
D se traza una perpendicular a la línea que representa el desarrollo de la
hélice a la cual quedará perpendicular
el corte de la herramienta y que en
nuestro caso es la línea CM representativa de la hélice del diámetro medio
y cuyo ángulo de inclinación es Bm.
Puesto que la anchura del filete se
ha dibujado a escala 10:1, las dimensiones serán:
= Anchura en el 0 núcleo
= Anchura en el 0 medio
Fig. 519. — Determinación gráfica de
la anchura de la herramienta (rosca
cuadrada). Datos de la rosca: Diámetro exterior del tornillo = 40 mm,
paso a tallar = 80 mm, número de
filetes = 4, ancho del filete b = 10
mm, 0 exterior = 40 mm, 0 medio = 30 mm, 0 núcleo = 20 mm.
Anchuras
herramienta
Anchura exterior
b'e
Anchura media
b'm
Anchura núcleo
b'n
Tornillo
Tuerca
3-8
1 -5
2-6
2-6
1-4
3-7
Fisura 520. — Determinación
gráfica de la anchura de la
herramienta {rosca trapecial)
DE
= Anchura en el 0 exterior
10
El segmento DN da entonces, y a la
misma escala que se ha tomado para
la anchura del filete (en este caso
10:1), la anchura de la herramienta,
para el diámetro del núcleo. Igualmente los segmentos DM y DE representan las anchuras para los diámetros medio y exterior respectivamente.
Se reducen estas tres dimensiones a
la escala natural y se tendrán las medidas exactas, pues el trazarlas a una
escala mayor, se hace solamente con
la finalidad de poder precisar más las
medidas en forma gráfica.
Para las roscas trapeciales se procede del mismo modo que en el
caso anterior, pero —fíjese bien— en la figura 520 sobre la recta
CB hay que señalar tres segmentos que corresponden a la anchura
— 917 —
del filete en el núcleo, la anchura en el diámetro medio y la anchura
en el diámetro exterior. En la misma escala a que señalemos estos
segmentos, obtendremos las anchuras, operando en forma similar,
según puede ver en la figura.
CONSIDERACIONES SOBRE LA FORMA DE LOS FLANCOS
DE LA HERRAMIENTA
Ya ha visto en la figura 517 que para las roscas cuadradas, los
perfiles de los filetes para el tornillo y la tuerca son bombeados hacia
el exterior. En las roscas trapeciales, por el contrario, el perfil del
tornillo generalmente es bombeado hacia el interior (fig. 518), pero
según la magnitud del ángulo de flancos puede también resultar
plano o bombeado hacia el exterior. El perfil de la tuerca bombeado
siempre hacia el exterior, varía muy poco del perfil recto, de forma
que casi no se aprecia.
La colocación inclinada del corte de la herramienta tiene el inconveniente, como ya hemos dicho, de que la forma del corte es muy
difícil de construir y de afilar (fig. 500 del envío 16), especialmente
la forma recortada del paso de la tuerca de rosca cuadrada, por lo que
esta, sobre todo para roscas pequeñas, se talla perpendicularmente.
Las roscas se labrarán desbastando en primer lugar el fondo y los
dos flancos y después acabando los flancos con herramientas de
forma. Estas últimas deben ser más estrechas de la medida para
poder acabar los flancos por separado. También cuando se trabaja
con una herramienta colocada horizontalmente se recomienda efectuar un desbastado previo con herramienta inclinada.
DETERMINACIÓN DE LAS CARAS DE LA HERRAMIENTA
PARA EL TALLADO DE ROSCAS CUADRADAS Y TRAPECIALES
a)
CON HERRAMIENTA COLOCADA HORIZONTALMENTE
Observe la figura 521 ; en ella se representa el tallado de una
rosca cuadrada rápida con inclinación a la derecha. La inclinación
general del filete estará determinada por su correspondiente ángulo /3.
Para trabajar en buenas condiciones, las caras laterales de la herramienta de roscar deben determinar, con su cara superior, los ángulos de corte que eviten el choque con el flanco corespondiente.
— 918 —
Figura 521.—Determinación de los ángulos a1 y a2 (rosca cuadrada a la derecha)
Daremos como valor al ángulo de incidencia lateral e = 5º por ejemplo y quedarán establecidas las fórmulas siguientes:
siendo (3 el ángulo de inclinación correspondiente al diámetro del núcleo.
Ejemplo 1.°
Para roscar un tornillo de rosca cuadrada de diámetro exterior 30
mm , con paso a tallar de 12 mm y 4 entradas.
Calcular 1.° Paso.
2.° Altura del filete.
3.° Diámetro del núcleo.
4.° Ángulo de inclinación.
5.° Ángulos de filo a1 y a2.
Escogeremos como ángulo de incidencia lateral e = 5o.
Paso a tallar
12
Paso = — - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - = - - - - - - - - - - - - - - - - = 3 mm.
N.° filetes
4
— 919 —
b)
CON HERRAMIENTA COLOCADA INCLINADA
Ejemplo 2.°
Calcular la anchura de una herramienta, con colocación inclinada
del corte, perpendicular a la hélice del diámetro medio de una rosca
cuadrada de las siguientes características (fig. 522).
Diámetro exterior del tornillo = 100 mm.
Paso a tallar = 40 mm.
N.° filetes = 2.
. ,
Anchura del filete:
paso a tallar
2 filetes
40
20
= ------ = 20; - — = 10 mm anchura
2 .
2
Figura 522. — Dimensiones tornillo y tuerca (rosca cuadrada)
— 920 —
CALCULO
— 921 —
Como puede observar las diferencias no son casi dignas de tenerse
en cuenta, como no sea para una pieza muy especial o para un macho
de roscar, etc.; no obstante, a medida que aumenta el ángulo de inclinación, estas diferencias suelen acentuarse.
En caso de haber buscado la solución en forma gráfica, siendo distintos los diámetros exteriores y de núcleo del tornillo y de la tuerca,
habríamos tenido que dibujar sus triángulos por separado, pues solamente sería común el triángulo del diámetro medio.
Si para este ejemplo debiéramos poner la herramienta plana, los
valores de los ángulos de filo, adoptando un ángulo de incidencia de
5º serian:
= 90 — (B + 5 o ) = 90 — (8 o 56' + 5 o ) •
a2 = 90 + (B — 5 o ) = 90 + (8 o 56' — 5 o )
a1
9 0 — 12° 56'
90 + 3°56'
76° 4'
93°56'
Ejemplo 3.°
Figura 523. — Dimensiones tornillo y tuerca (rosca trapecial)
Cálculo de las características completas de una rosca trapecial (figura 523), así como de las dimensiones de la herramienta, cuya arista
de corte ha de colocarse perpendicular a la hélice media de la rosca.
Los datos que se tienen son los siguientes:
Diámetro exterior = 120 mm.
Paso a tallar = 48 mm.
-.922 —
Rosca trapecial de 2 filetes.
Ángulo perfil del filete = 30°
Estableceremos ante todo una tabla para las holguras -
que son las holguras del fondo de la tuerca y del fondo del tornillo, respectivamente (vea figura 455 del envío 13).
Paso
en mm.
Holgura fondo
tuerca
h/k3 en mm.
Holgura fondo
tornillo
h/k2 en mm.
0,25
0,25
0,50
0,50
0,75
1,50
De 2 a 4
De 4 o 12
De 12 a 48
Procederemos primeramente al cálculo de las dimensiones teóricas
del perfil del filete de acuerdo con las indicaciones de la mencionada
figura 455 del envío 13.
Cálculo de la altura del filete
Paso a tallar
Para el tornillo =
+ holgura fondo tornillo.
2
Para la tuerca =
Paso a tallar
+
2
holgura fondo tuerca.
48/2
Altura del filete del tornillo =
24
+ 1,50 =
2
1,50 =
2
= 13,50 mm.
48/2
Altura del filete de la tuerca =
24
+ 0'50 =
2
= 12,50 mm.
— 923 —
+ 0'50 =
2
Cálculo del diámetro del núcleo
Diámetro núcleo tornillo = Diámetro exterior — (2 x alt. filete) =
= 1 2 0 — ( 2 X 13,50) = 93 mm.
Diámetro exterior tuerca = Diám. exterior tornillo + (2 X holgura fondo tuerca) = 120 + (2 X 0,5) — 121 mm.
Diámetro núcleo tuerca = Diám. exterior tuerca — (2 X alt. filete)
= 121 — (2 X 12,50) = 96 mm.
Los tres diámetros calculados junto con la altura del filete, el paso
y el ángulo de 30° determinan exactamente el perfil y las dimensiones
del filete y, en realidad, la medida de acabado se toma sobre los flancos
en la forma que se indicará más adelante.
Para trabajar con las herramientas colocadas horizontales deberemos, no obstante, proceder al cálculo de la sección de las herramientas,
de manera que éstas no nos tallen una ranura más ancha de la medida.
Que la construyeran más estrecha no constituiría problema, pues después podríamos ensancharla repasando los flancos hasta lograr la medida. Este cálculo se efectúa solamente cuando no se dispone de una
rosca de muestra que pueda utilizarse como plantilla para la preparación de la herramienta (estas dimensiones son para una colocación pla-
Figura 524. — Cálculo de la sección plana de la herramienta o ranura a
efectuar por ésta.
— 924 —
na de la misma; en caso de tener que montarla inclinada tendríamos
que proceder al cálculo de las nuevas dimensiones en forma similar a la
del 2.° ejemplo).
CALCULO DE LA SECCIÓN DE LAS HERRAMIENTAS PARA MONTARLAS HORIZONTALMENTE
Fíjese en la figura 524. Conocidos el paso y el ángulo, calcularemos
el valor t en el triángulo a b c, empleando la siguiente fórmula:
Así, pues,
Sabemos que el diámetro medio pasa por el centro del perfil teórico
t
del filete (aparte las holguras), pudiendo calcular así el valor de
:
t
44,78
— =
2
= 22,39 mm.
2
*
P
Sumando o restando a
los valores
2
h
lección 13) y de los juegos
(vea la figura 455 de la
4
h
y
— 925 —
, obtendremos los demás datos
que usted puede comprobar en la figura 524, con los cuales podremos
calcular las anchuras correspondientes a los tres diámetros característicos (fig. 518) mediante el empleo de las siguientes fórmulas:
En este ejemplo tenemos, pues:
Para el tornillo:
Para la tuerca:
— 926 —
Interesa advertirle que siempre debe tener la precaución de observar atentamente los planos en los que le indiquen una rosca de este tipo.
La mayoría de las veces, el diámetro del núcleo que le anotarán
corresponderá a la medida teórica,
es decir, no incluirá la holgura del
fondo, aunque lo normal sería que
as! fuese. Las dimensiones teóricas
del filete serán entonces las indicadas en la figura 525, pero en la
práctica, claro está, se debe contar siempre con las holguras correspondientes, tanto en el tornillo como en la tuerca, por lo cual ya se
han confeccionado, las tablas normalizadas para ambos casos, como
la que hemos seguido en este ejemFigura 525. — Dimensiones teóricas
plo.
de un filete de rosca trapecial (sin
tener en cuenta la holgura de fondo)
CALCULO DE LAS DIMENSIONES
h = p/2
DE LA HERRAMIENTA PARA
a = h x tg 15°
MONTARLA INCLINADA
a' = a
b + b' — paso — (a + a)
b' = b
Igual que para el ejemplo 2.° la
a
herramienta irá montada inclinada
c' = b+2— = b+a
2
de forma que la arista de corte quea+b+a'+b'
= paso.
de perpendicular a la hélice del diámetro medio.
El cálculo es igual al del ejemplo anterior, pues la hélice media
(8 o 4') no puede considerarse aún como de gran inclinación.
El desarrollo del cálculo es el que sigue:
— 927 —
C)
CALCULO PARA ROSCAS DE HÉLICES DE GRAN INCLINACIÓN
Como aplicación al cálculo del ancho de las herramientas para hélices de gran inclinación, estudiaremos el siguiente ejemplo de características (inclinación y profundidad) especialmente exageradas.
— 928 —
Ejemplo núm. 4
Calcular la anchura de las herramientas para tallar una rosca cuadrada de las siguientes características:
Diámetro exterior del tornillo = 40 mm.
Paso a tallar = 80 mm. N.° filetes = 4.
La herramienta se colocará perpendicular a la hélice del diámetro
medio.
Anchura del filete b = paso a tallar : 2.
b = 20 : 2 = 10 mm.
Paso = 80 : 4 = 20 mm.
Altura del filete h — paso a tallar : 2 = 10 mm.
Como puede observar, estos valores tienen ya una diferencia muy
considerable, por lo que para una rosca de estas características o similares debe cuidarse este punto, pues no hay posibilidad de tallarlas con la
herramienta situada plana.
— 929 —
OBTENCIÓN DE LAS ROSCAS
La práctica del roscado propiamente dicha constituye, como ya dijimos, la tercera fase de lo que podríamos resumir como técnica y práctica del roscado.
El cálculo de las ruedas y de las herramientas constituye la parte
técnica de la operación y la preparación de las herramientas y la práctica del roscado son la parte propiamente dicha de la misma.
Si bien es difícil que todas las explicaciones o normas que usted
está estudiando suplan Ia seguridad que proporciona una muy considerable práctica en el tallado de roscas, sin todos estos conocimientos
usted tardaría mucho tiempo sin atreverse con la construcción de una
rosca. Estas lecciones, bien estudiadas, valen, sin duda alguna, a un
aprendizaje de varios años, cuya asimilación en un taller tampoco podría ser tan completa. Considere usted que el roscado, con todas las
precauciones tomadas y una correcta preparación, no es ni más ni menos que una operación más de las que pueden efectuarse en el torno, que
requiere, eso sí, una mayor atención y un máximo de cuidado.
El orden de las manipulaciones será, pues, el siguiente:
1. Preparación de la herramienta y su correcto montaje (fig. 459,
envío 13).
2. Montaje de las ruedas necesarias.
3. Seleccionar el paso pedido, accionando las palancas correspondientes y colocándolas en forma conveniente (fig. 463 del envío 13).
4. Elección de la velocidad, teniendo en cuenta las mismas consideraciones que para las demás operaciones y tomando las velocidades de corte de la tabla 20 (lección 12) si las herramientas empleadas son de acero fundido o de acero rápido, o tomando 1/3 de las velocidades para desbaste indicadas en la tabla
21 de la misma lección si las herramientas son de metal duro.
Para el roscado de interiores las velocidades tomadas se reducirán a un 75 %.
5. Embragar el husillo, es decir accionar la palanca correspondiente
para que gire el husillo de roscar.
6. Colocar el inversor de forma que el husillo gire en el sentido solicitado por la hélice de la rosca a tallar.
7. Graduar la posición de la herramienta hasta rozar justo la pieza
en la superficie a roscar.
8. Embragar la tuerca del husillo (fig. 466, lección 13) y señalar
— 930 —
Figura 526. — Comprobación del paso de rosca
con profundidad mínima sobre la pieza el paso a tallar en una
longitud aproximadamente de unos 10 á 20 hilos, según paso.
9. Comprobación del paso en una longitud equivalente a la señalada, de forma que su medición se efectúe sobre diversos números de hilos. Observe a este respecto la figura 526.
Efectuada esta última manipulación, se procede al tallado de la rosca
en pasadas sucesivas, en las que se irá disminuyendo gradualmente la
profundidad de la pasada (penetración) hasta alcanzar la medida requerida y que puede comprobarse por el diámetro de fondo o por el diámetro de flancos.
TALLADO DE LAS ROSCAS. PRECAUCIONES A TOMAR
Las operaciones a efectuar para el tallado de las roscas, como operación de corte, son las que requieren más práctica para llegar a tener un
completo dominio.
Antes de empezar a dar las pasadas de corte para el corte de rosca,
y en realidad formando parte de la manipulación 7, debe asegurarse de
que ha compensado los juegos existentes entre la tuerca y el husillo
que mandan el carro portaherramientas con el que efectuará las penetraciones.
Este juego existe siempre, pues es necesario para garantizar un giro
suave de la rosca, pero a veces llega a ser excesivo debido a los desgastes, por lo que debe compensarse. El juego puede advertirse de la forma
siguiente: haciendo girar los tambores o pomos graduados de los
husillos (fig. 85 de la Iección3)observa que el carro correspondiente no
avanza, hasta que no han pasado un cierto número de divisiones por de— 931 —
Figura 527. — Juego existente entre el husillo del carro transversal y su tuerca;
A, dirección del avance; B, dirección de la resistencia opuesta por la tuerca;
S, superficie de trabajo
lante del índice; no obstante, el husillo que es solidario del pomo, ha
¡do girando desde el primer momento, pero no ha entrado en contacto
con la tuerca hasta que no ha ganado completamente el juego.
Vea en la figura 527 que el juego está siempre en la parte del filete
opuesta a la que efectúa el esfuerzo, y para compensarlo, tanto al desplazar el carro en un sentido como en el otro, debe procederse como le
explicamos a continuación.
MANIOBRA PRACTICA PARA COMPENSAR LOS JUEGOS ENTRE HUSILLOS Y TUERCAS
El juego existente entre husillo y tuerca impide que. después de
haber estado avanzando el carro con el husillo, podamos hacerlo retirar
de una determinada longitud, guiándolos por las graduaciones del pomo
del husillo.
Si queremos retirarlo por ejemplo 0,3 mm, y de acuerdo con la graduación del pomo se hace girar la manecilla solamente la correspondiente a 0,3 mm, lo que ocurrirá (suponiendo un juego de 0,15 mm) es
— 932 —
Figura 528. — Esquema de las tres fases de ajuste de una medida; A, situación
del nonio antes de empezar la operación; B,. nonio retrocedido unos cuantos
milímetros; C, nonio situado en la posición deseada, sin juegos
que el husillo retrocederá 0,3 mm, pero el carro tardará 30 divisiones
(normalmente una división equivale a 0,05 mm) en entrar en contacto;
solamente retrocederá 0,3 — 0,15 = 0,15 mm en lugar de los 0,3 que
se pretendía y, por tanto, perderemos el control de las penetraciones de
la herramienta.
La maniobra para evitar este inconveniente consiste en girar a la
inversa la manecilla de mando unos 3 ó 4 mm , haciendo retroceder la
herramienta y volviendo a hacerla avanzar hasta la medida deseada.
Para una mejor comprensión observe la figura 528.
Suponga usted que la herramienta está en contacto con la pieza y
el índice del pomo graduado señala la división 8 (A de la fig. 528). Interesa disminuir la penetración o profundidad de pasada en 0,15 mm.
Como el juego está localizado precisamente en la parte contraria, retiraremos el pomo del husillo varios milímetros; en 6 de !a figura 528,
señala la división 2,5, o sea que ha retrocedido 55 divisiones (2,75 mm);
seguidamente se vuelve a avanzar hasta que señale la división deseada
7,7 (C de la figura 528) y que representa una disminución de la penetración del orden de 0,15 mm.
Debe procederse siempre de esta forma, ya que necesariamente el
mecanismo tiene juegos. El retroceso a efectuar para ganar el juego,
será mayor cuanto peores sean las condiciones de la máquina, ya que
entonces se suman los diversos juegos entre tuerca, husillo, pomo, manivela, etc. En estos casos, es necesario, a veces, retroceder incluso una o
más vueltas, pero teniendo cuidado al avanzar de no descontarse de una
vuelta completa en más o en menos.
Esta precaución no es, claro está, exclusiva de la operación de roscado, pues debe aplicarse en todas las operaciones, especialmente en las
de acabados a medidas precisas.
— 933 —
HERRAMIENTA EN POSICIÓN DE PARTIDA
Una vez situada la herramienta en posición, ha de observarse la
graduación correspondiente, a fin de poder profundizar en la próxima
pasada del orden deseado y procurar referenciar de este modo cada una
de las pasadas que se vayan efectuando.
POSICIÓN DEL TORNERO DURANTE LA PASADA
Al embragar el movimiento de corte y dar la pasada, el tornero debe
tener una mano constantemente en la manivela de mando del husillo
correspondiente (el que ordena la penetración de la herramienta) y la
otra en la palanca de inversión del sentido de giro o en la manivela de
embrague (apertura y cierre) de la tuerca de embrague del husillo. Esto
último depende del procedimiento que se utilice para llevar nuevamente
la herramienta a la posición de partida, como veremos más adelante.
SEPARACIÓN DE LA HERRAMIENTA AL FINAL DE LA PASADA
La separación de la herramienta al final de cada pasada debe efectuarse de la forma más rápida posible. La importancia de este punto
depende naturalmente de la salida que eventualmente pueda tener la
Figura 529. — Retroceso rápido de la herramienta (Patente exclusiva de los
tornos CUMBRE); 1, palanca del retroceso rápido (ocasiona el retroceso rápido del conjunto portaherramientas-tranversal-husillo)
— 934 —
herramienta y hasta de que la tenga. Debe tenerse en cuenta que lo
corriente es una salida normalizada, cuyas dimensiones ya vimos en la
tabla 27 de la lección 13, pero en muchos casos la forma de la pieza u
otra característica cualquiera la hacen aún más reducida y hasta incluso la anulan, por lo que para evitar el peligro de que se enganche la herramienta, debe retirarse rápidamente, además la inversión del giro es
casi instantánea, y si no se ha abierto la tuerca partida, el carro y la
herramienta marcharán hacia atrás, por lo que la punta de la herramienta deberá haberse retirado, cuando menos una cantidad ligeramente superior a la que había penetrado en la pieza.
El retirar la herramienta tiene además el inconveniente de que debe
ponerse otra vez en la posición precisa antes de iniciar la nueva pasada,
siendo totalmente improductivo el tiempo empleado en llevar la herramienta nuevamente a su posición de partida.
A este respecto, constituye una gran ventaja el dispositivo con que
van equipados los tornos CUMBRE (fig. 529). Este dispositivo permite
un retorno instantáneo de la herramienta, pues se acciona con una palanca especial, en lugar de hacerla retroceder a base de dar vueltas a la
manecilla de mando del husillo. La maniobra es sencilla y rapidísima, y,
entre otras ventajas, hay la de poder aumentar la velocidad y el disminuir las salidas de rosca, debido a que el tiempo requerido para el retroceso es mínimo. Igualmente al llevar la herramienta a su nueva posición basta otra vez un sencillo accionamiento de la palanca, pues ésta
desplaza todo el carro en un sentido o en otro, independientemente del
husillo y sin perder la medida de las penetraciones, ni preocuparse del
juego del husillo.
SUCESIVAS PASADAS
Como es fácil suponer, el valor de las penetraciones para las sucesivas pasadas, dependerá, en primer lugar del paso, y después de la clase
de rosca, de la calidad del acabado, de si es operación de desbaste o
de acabado, etc. De todas maneras el valor de las penetraciones debe ir
disminuyendo, desde un máximo para las primeras pasadas (aproximadamente y según el paso de 1 a 0'5 mm ) hasta un mínimo para las pasadas de acabado (0,02 mm ) y aún pueden darse pasadas de afinado,
sin efectuar ninguna penetración, es decir, dando una repetición de la
pasada anterior que, las más de las veces, todavía cortará o pulirá el
flanco del filete, pues según la clase de pieza, rosca, fijación o herramien— 935 —
ta, al dar una nueva pasada, flexa o cede algo; así, pues, cada tres o
cuatro pasadas, podemos dar una, sin profundizar absolutamente nada
para cortar el material cedido en las anteriores.
EMBRAGADO DE LA TUERCA PARTIDA
La manipulación del embrague o cierre de la tuerca partida sobre el
husillo patrón no debe ejecutarse de cualquier manera. Aunque a veces
esta tuerca se cierre antes de la primera pasada y no haya de abrirse
de nuevo hasta que se termine la rosca (sobre todo para roscas cortas),
en otras ocasiones, el procedimiento escogido para volver a llevar la
tuerca al punto de partida requiere que se abra y entonces al volver
a cerrarse (antes de iniciar la segunda pasada) deben tenerse en cuenta
las siguientes reglas:
paso a tallar
1.° Cuando la fracción
, reducida a su más
paso husillo patrón
simple expresión, tiene como numerador a la unidad, el paso es submúltiplo del paso del husillo patrón. En este caso, puede embragarse la
tuerca en cualquier punto de la rotación del husillo, pues siempre se
coincidirá con la entrada de rosca.
p
Ejemplo =
1,25
=
p
125
=
5
1
=
500
4
P
2.°
Cuando la misma fracción
, convertida a fracción irreduP
cible, tiene como denominador a la unidad, el paso a tallar es múltiple
del paso del husillo patrón. Se sitúa entonces un tope de carrera en ¡a
primera pasada del roscado (en la parte posterior del carro) y se señala
en el cabezal fijo y en el plato, unos índices de referencia. Al poner el
carro en contacto con el tope de carrera y ver que coinciden las referencias, podrá embragarse la tuerca.
3.° Cuando ni el numerador ni el denominador de la fracción simplificada es la unidad, será necesario recurrir a uno de los procedimientos siguientes:
— 936 —
PROCEDIMIENTOS EMPLEADOS PARA LLEVAR LA HERRAMIENTA
A LA POSICIÓN DE PARTIDA
1. Sin desembrague de la tuerca partida e invirtiendo el sentido de
giro; especialmente indicado para roscas cortas y teniendo la precaución
de retirar suficientemente la herramienta del interior del filete.
2. Desembragando la tuerca del husillo y haciendo retroceder el
carro longitudinal a mano para:
a) Roscado con referencias.
b) Roscado con longitud fija.
c) Roscado con indicador de coincidencias.
Estos tres últimos sistemas representan, para roscas de gran longitud, un considerable ahorro de tiempo sobre el anterior.
Fig. 530. —a Roscado sin desembragar la tuerca partida: 1.* herramienta en posición a; 2. , puesta en marcha (giro
G) y embragado de la tuerca partida; 3.*,
pasada de corte de a hastaa b; 4.a, retirar herramienta según p' y a simultaneamente invertir giro a G'; 5. , pasada de retroceso de b hasta
a; 6. parar maquina y penetración según p hasta nueva
graduación; 7.a, puesta en marcha
a
(giro G), entrando herramienta por a; 8. , nueva pasada de corte desde a hasta
b. Y así sucesivamente hasta que después de la última pasada y comprobada
la medida puede desembragarse la tuerca.
— 937 —
SIN DESEMBRAGUE DE LA TUERCA PARTIDA
El orden de las manipulaciones es el indicado en la figura 530, pero,
claro está, para roscas muy largas la pasada de retroceso por larga es
improductiva y antieconómica, por lo que muchas veces suele aumentarse la velocidad para el retroceso, a fin de hacer más breve esta pasada.
Con el dispositivo de la figura 529, durante la pasada de retroceso puede
graduarse la nueva penetración según el sentido P, y al llegar a a' puede
hacerse también instantánea la inversión de giro a C y la penetración P
para la nueva pasada.
Hay algunos tipos de tornos que llevan un dispositivo para comunicar
al carro longitudinal un desplazamiento rápido que representa una gran
ventaja para operaciones de este tipo y similares
ROSCADO CON REFERENCIAS
Para efectuar una rosca en la que el carro deba llevarse por este procedimiento a su posición primitiva, debe observarse antes de la primera
pasada las siguientes precauciones:
Figura 531. — Roscado con referencias: 1, tope fijo en bancada limitador de
carrera del carro; 2, referencia fija del eje principal; 3, referencia móvil del
eje principal; 4, referencia fija del husillo patrón; 5, referencia móvil
del husillo patrón
— 938 —
1.° Embragar el husillo patrón, limitando las holguras, es decir,
llevar la herramienta a su posición de partida, un poco más adelante
del sitio donde va a comenzar la rosca.
2.° Situar un tope de carrera, de modo que quede fijado el carro
en una posición determinada. Este tope debe situarse en el lado opuesto
al movimiento de partida y a tal efecto puede utilizarse el mismo cuerpo
de la contrapunta (fig. 531).
3.° Señalar las referencias. Marcar con tiza una referencia en
el cabezal (referencia fija) y otra que se corresponda en el plato que se
utilice y que constituirá la referencia móvil para el eje principal.
También se señalan dos referencias, una fija y otra móvil, en una
parte cualquiera junto al husillo patrón la primera y correspondiéndose
la segunda en el mismo husillo (fig. 531)
ORDEN DE LAS MANIPULACIONES
Teniendo el carro en contacto con el tope de carrera, se acciona el
embrague de la tuerca del husillo y da comienzo la primera pasada. Al
terminar ésta, se desembraga la tuerca y se retira la herramienta simultáneamente, se vuelve a retroceder el carro hasta el tope de carrera y
se espera de nuevo la coincidencia simultánea de los dos pares de referencias para volver a embragar la tuerca sobre el husillo.
Como quiera que la fracción inicial es la que determina la frecuencia de las coincidencias, este procedimiento podrá utilizarse siempre que
al reducirla hasta su mínima expresión se obtengan números sencillos
y enteros.
Ejemplo n.° 5
Paso a construir
4,5
45
9
3
Paso del husillo patrón
6
60
12
4
El numerador indica el número de vueltas que dará el husillo patrón
mientras el árbol principal y pieza dan las que indica el denominador:
Paso husillo x N vueltas = paso rosca X n vueltas
6x3 =4,5x4
— 939 —
Fig. 532.— Roscado por longitud: 1, referencia fija del husillo patrón; 2, referencia móvil del husillo patrón; 3, referencia de fin de carrera; 4, tope fijo de
carrera.
ROSCADO POR LONGITUD
El roscado por referencia presenta el inconveniente de que debe emplearse una velocidad forzosamente lenta a fin de poder controlar visualmente las coincidencias y aun las más de las veces el tornero ha de hacer
coincidir las referencias a mano, es decir, efectuando un arrastre a mano
del eje del cabezal. Puede sustituirse este procedimiento siempre que las
longitudes a roscar lo admitan por el denominador por longitud. Es un
método sencillo y que da muy buenos resultados.
Se procede como sigue:
1 ° Efectuar una primera pasada.
2.° Parar la máquina al final de esta pasada y señalar dos referencias (una fija y otra móvil) en el husillo patrón, así como otra referencia fija sobre la bancada del torno (fig. 532) como final de carrera.
3.° Calcular y situar la longitud de retroceso del carro longitudinal
para el tope de carrera. Esta longitud debe siempre ser ligeramente superior a la longitud de la rosca a tallar, con el fin de poder limitar las
holguras al comenzar las pasadas sucesivas (fig. 532).
— 940 —
CALCULO DE LA LONGITUD L PARA SITUACIÓN DEL TOPE
La menor longitud I que permite embragar la tuerca partida para
tallar una rosca de una longitud determinada será igual al producto
del numerador de la fracción inicial, reducida a una fracción mínima,
por el paso del husillo patrón.
El siguiente ejemplo será suficiente para que usted se dé cuenta de
la forma de operar:
Ejemplo n.° 6
Calcular la longitud de embrague L que debe utilizarse para roscar
un tornillo de 160 mm de longitud y que tiene un paso de 2,75 mm.
El husillo patrón tiene un paso de 8 mm.
Fracción inicial:
P
2,75
275
P
8
800
Dividiendo por el máximo común divisor cada uno de los dos términos:
Figura 533. — Torno moderno con indicador de coincidencias acoplado: 1, aparato indicador de coincidencias; 2, disco graduado indicador; 3, protector que
cubre el piñón helicoidal; 4, husillo patrón
— 941 —
275 : 25
11
800 : 25
32
La menor longitud de embrague I será:
11 (numerador) X 8 (paso husillo) = 88 mm
Como 88 mm resulta inferior a la longitud 160 mm del tornillo, lo
multiplicaremos por un múltiplo que dé aproximadamente una longitud superior a la que se ha de roscar.
Figura 534. — Detalle del indicador de coincidencias: 1, disco graduado; 2,
índice- 3 tuerca fijación disco graduado; 4, soporte y fijación al tablero; 5,
cuerpo; 6, piñón helicoidal; 7, tuerca fijación piñón; 8, husillo patrón; 9, tablero del carro; 10, carro longitudinal.
— 942 —
APARATO INDICADOR DE LAS COINCIDENCIAS EN EL ROSCADO
Una disposición muy ventajosa de la que van equipados los modernos
tornos paralelos, la constituye los llamados aparatos de referencia del
paso o indicadores de roscado (fig. 533).
Este aparato abrevia enormemente el trabajo de roscado y evita los
errores y las falsas maniobras que el tornero puede cometer utilizando
los procedimientos de roscado con referencias y por longitud.
Situado en la parte lateral derecha del delantal o tablero del carro,
se compone de un eje vertical que lleva en su extremo superior un disco
graduado por sus dos caras, que es desmontable y cuyas graduaciones
constituyen el indicador de las coincidencias. En el extremo inferior lleva un piñón helicoidal, también desmontable, que engrana con el husillo patrón y gira movido por él (fig. 534).
La finalidad de este aparato es la de indicar las coincidencias de
embrague y precisar en todo momento cuándo se podrá cerrar la tuerca
partida sobre el husillo patrón, cualquiera que sea la posición de la herramienta frente a la pieza que se está roscando.
Vea en la figura 534, la disposición de este aparato, sujeto con un
soporte orientable, de forma que cuando no se precisa su uso puede
aflojarse su fijación y hacerlo bascular hacia atrás,, de forma que quede
desengranado del husillo.
UTILIZACIÓN
Al iniciar la salida para la primera pasada, se observa la posición
inicial del carro en el disco de coincidencias respecto del índice en la
figura 534, de forma que el carro y la herramienta pueden llevarse a ella
tantas veces como convenga. Logrado esto, la tuerca ha de poder cerrarse siempre que coincida con el índice la graduación o coincidencia
observada; cada vez que termina la pasada, se abre la tuerca y se hace
retroceder el carro a mano por medio del volante, mientras el torno continúa marchando y sin necesidad tampoco de invertir el sentido del giro.
Se observa el disco indicador que va girando accionado por el husillo
(por medio del piñón) y en el instante en que la herramienta alcanza
su posición inicial aproximada, se espera a que la graduación observada
al principio coincida con el índice y se cierra la tuerca.
Este procedimiento puede emplearse siempre que se trata de roscar
pasos con número entero, debiendo, cuando se trata de pasos con frac— 943 —
ción decimal, o bien marcar unas referencias en el eje principal, para
asegurarnos de que al coincidir y embragar ocupa la misma posición,
o bien proceder al cálculo de un nuevo piñón y nuevas divisiones en el
cuadrante.
CALCULO Y FORMULA USUAL
Ya hemos visto que la fracción inicial del roscado reducida a su más
simple expresión, con números enteros en sus dos términos indica
siempre el número de revoluciones del husillo patrón y de la pieza (o
eje principal) y, por tanto, las coincidencias de las roscas del husillo y
de la rosca a efectuar.
Una vez reducida la fracción inicial a su más simple expresión, se
aplica una fórmula en función del número de dientes del piñón y del
número de graduaciones del disco. Esta fórmula es:
N
n
en la que:
N = Número de dientes del piñón que engrana con el husillo.
D = Divisiones del disco graduado.
n = Número mínimo de vueltas del husillo patrón, o sea numerador de la más simple expresión de la fracción inicial.
Ejemplo n.° 7
Se trata de tallar una rosca de paso 2,75 mm en un torno con husillo patrón de 6 mm de paso.
Como el paso de 2,75 mm no es submúltiplo de 6 utilizaremos el
aparato indicador de coincidencias.
P
Fracción inicial =
=
P
2,75
— =
6
275
55
=
600
11
=
120
24
El husillo patrón dará 1 1 vueltas mientras el tornillo a roscar dará
24. Se podrá embragar, pues, cada 1 1 vueltas del husillo patrón y en el
— 944 —
momento que indique el aparato
(número de dientes del piñón)
(divisiones del cuadrante)
Como no hay piñones de 11 dientes multiplicaremos los dos términos por 3 y tendremos:
Resultado un piñón de 33 dientes y un cuadrante con 3 referencias
equidistantes.
OBSERVACIÓN IMPORTANTE
Tenga siempre presente que para el roscado con aparato indicador es
preciso embragar primero la tuerca a torno parado y situar una referencia del cuadrante frente al índice. Sólo cumpliendo esta condición,
podrá durante toda la operación de roscado, embragar en marcha en
una referencia cualquiera de la graduación calculada.
MANEJO DE LAS TABLAS TRIGONOMÉTRICAS
Como anteriormente hemos indicado insertamos a continuación las
tablas de senos y cosenos para ángulos de 0 a 90°. Antes, y ampliando
lo explicado en la lección 10 sobre la tabla de tangentes, va usted a
ver con unos ejemplos la forma de utilizar las tablas trigonométricas.
Los problemas que pueden resolver estas tablas son de dos tipos:
1.°Hallar el valor del seno, coseno o tangente de un ángulo de valor
conocido.
2.°
Hallar el ángulo correspondiente a un valor conocido del seno,
coseno o tangente.
Vea cómo se resuelven unos problemas del primer tipo:
Primer ejemplo: Hallar el coseno de un ángulo de 38°
Se busca en la columna primera, la encabezada con GRADOS de la
tabla 37 de COSENOS (págs. 947 y 948) él número 38 y en la misma
línea de la columna encabezada con 0' se encuentra el número 0,78801
que es el valor del coseno buscado.
— 945 —
Segundo ejemplo: Hallar el coseno de un ángulo de 18° 30'.
En la tabla COSENOS y en la columna GRADOS, se busca el número
18, y se sigue la línea de este número hasta llegar a la columna encabezada con 30'; así se encuentra el valor 0.94832 del coseno buscado.
Tercer ejemplo: Hallar el seno de un ángulo de 38° 40'.
Compruebe usted que, si se busca en la tabla 38 de SENOS (págs.
949 y 950) y en la columna GRADOS el número 38. y se sigue la misma
línea de este número hasta la columna encabezada con 40' encontrará
el valor 0,62479, valor del seno de un ángulo de 38° 40'
Vea ahora cómo se resuelve el caso inverso, o sea el del tipo segundo.
Cuarto ejemplo: Hallar el ángulo cuyo coseno vale 0,82250.
Se comienza por buscar en la tabla 37 de COSENOS (págs. 948 y
949) y en la columna encabezada 0' el valor más aproximado por exceso
al conocido 0,82250; éste es 0,82904 que corresponde a la línea encabezada con el número 34, en la columna de GRADOS; se sigue la línea
hasta encontrar el número más aproximado al dado, éste es 0.82248,
que se encuentra en la columna encabezada con 40'. El número 34 de
la columna grados nos da los grados del ángulo y el número 40' encabezando a columna nos da los minutos; así el ángulo buscado es de 34°40'.
Ya en la lección 10 se le advirtió que si bien hay tablas en que dan
los valores de minuto en minuto, en la mayor parte de los casos no se
requiere tanta precisión, siendo suficiente conocer los valores de 10'
en 10'. También se le advirtió que para aquellos casos en que interesa
más exactitud puede efectuarse una interpolación.
— 946 —
VALORES DEL COSENO
TABLA 37
— 947 —
VALORES DEL SENO
TABLA 38
— 949 —
TABLA 37
VALORES DEL COSENO
— 948 —
TABLA 38
VALORES DEL SENO
— 950 —
MATEMÁTICAS
LECCIÓN
PARA EL TORNERO
TRIGONOMETRÍA
En muchos casos de cálculos geométricos se encuentran como datos
ángulos; para poder hacer intervenir estos ángulos en el cálculo es necesario poder relacionarlos numéricamente como magnitudes lineales.
Como consecuencia de esta necesidad se ha desarrollado la parte de la
matemática conocida con el nombre de Trigonometría, cuyos principios,
así como su aplicación al cálculo de triángulos, estudiará por ser su
conocimiento imprescindible para usted.
Procure prestar la máxima atención para comprender los conceptos
que se explican en esta lección y en las siguientes, pues aunque parezcan
estar desligadas de la práctica y ser puramente una serie de conocimientos teóricos, ya que ha tenido ocasión de ver la utilidad de algunas de
las líneas trigonométricas.
MEDIDA DE UN ÁNGULO EN UNA CIRCUNFERENCIA
Se le ha indicado a usted en el párrafo anterior que para poder calcular los valores de ángulos es necesario disponer de unos valores lineales que estén relacionados con los de la medida de abertura, es decir, con los valores en grados de los ángulos. Va usted a ver seguidamente cuáles son estos valores lineales. Pero antes es conveniente el
conocimiento de la relación existente entre la medida de un ángulo y
la medida del arco de una circunferencia comprendido entre los lados
del ángulo, cuando éste tiene su vértice en el centro de la cincunferencia.
— 951 —
Recuerde usted que en la medida de los ángulos en grados sexagesimales, alrededor de un punto se forman 3 6 0 ángulos de un grado
cada uno; recuerde también que una circunferencia se divide en 360
arcos cuya medida es también de un grado sexagesimal de circunferencia. Si el punto alrededor del cual se forman los 360 ángulos ¡guales
se hace coincidir con el centro de la circunferencia, cada uno de estos
ángulos comprenderá entre sus lados un arco cuya medida es un grado
de circunferencia y esto cualquiera que sea la medida del radio de la
circunferencia. De esto se deduce que si en una circunferencia se coloca un ángulo con su vértice en el centro, como en la figura 89, la medida del ángulo en grados coincide en valor numérico con la medida del
arco en grados sexagesimales de circunferencia.
Figura 90
Figura 89
Según esto se puede establecer un sistema de medida de los ángulos
utilizando como referencia una circunferencia en la que se dispone el
ángulo a medir con el vértice en el
centro de la circunferencia (fig. 90),
y uno de los lados pasando por un
punto determinado de la misma, señalado con la letra A en la figura, que
se toma como origen de la medida de
los arcos. La medida del ángulo vendrá dada por la medida del arco comprendida entre el origen A y el punto
de intersección M del otro lado del
ángulo con la circunferencia
Fisura 91
— 952 —
La circunferencia que se emplea para medir los ángulos por este sistema se considera dividida por dos diámetros (fig. 91), uno que pasa
por el punto de origen A y otro perpendicular a él, dando lugar a cuatro
partes iguales a las que se da el nombre de cuadrantes. Tomando el origen A en el extremo derecho de un diámetro horizontal, como se muestra en la figura 91 y el sentido de giro para los valores crecientes de los
ángulos en sentido contrario a las agujas del reloj, los ángulos de menos
de 90° quedarán comprendidos en el primer cuadrante, como el de la
figura 92; los ángulos de más de 90° y menos de 180° quedarán comprendidos en el segundo cuadrante como el de la figura 93; los ángulos
de más de 180° y menos de 270° quedarán en el tercer cuadrante como
el de la figura 94 y los ángulos de más de 270° hasta 360° quedarán
comprendidos en el cuarto cuadrante, como el de la figura 95.
Figura 92
Figura 93
Figura 94
Figura 95
— 953 —
LINEAS TRIGONOMÉTRICAS
Suponga ahora un ángulo medido en el sistema que acaba de estudiar; por ejemplo el ángulo a de la figura 96. Bajando una perpendicular desde el extremo del arco correspondiente a la medida del ángulo
hasta el diámetro que pasa por el origen de arcos, se obtiene el segmento MN al cual se le da el nombre de seno del ángulo; en la figura 97
puede ver como para otro ángulo diferente ¿3, la longitud del seno, que
ahora es el segmento M ' N ' es diferente y así a cada ángulo le corresponderá un valor determinado de la longitud del seno. Se ha encontrado así
un primer valor lineal relacionado con el valor del ángulo, al que se llama
seno del ángulo.
Figura 96
Figura 97
Vea ahora en la figura 96 el segmento ON comprendido entre el centro
de la circunferencia O y el pie N de la perpendicular bajada desde el extremo del arco correspondiente a la medida del ángulo hasta el diámetro de
origen, se le da el nombre de coseno del ángulo; como en el caso del seno
de la figura 97 puede ver que para otro ángulo distinto 3 el valor del coseno
ON es diferente y así a cada ángulo corresponde un valor distinto y determinado del coseno.
Al seno y al coseno tal como los acaba de ver se les da el nombre de
líneas trigonométricas. Hay otras líneas derivadas de este mismo sistema de medir los ángulos, cuyas longitudes están relacionadas con la medida del ángulo; tales son las siguientes:
La tangente; esta línea, como se muestra en la figura 98, es el segmento de la tangente a la circunferencia en el punto de origen de me— 954 —
Figura 99
Figura 98
dida A, comprendido entre este punto y el punto de intersección de la
tangente con la prolongación del lado del ángulo que pasa por el extremo del arco de la medida del ángulo.
La secante; esta línea es el segmento comprendido entre el centro
de la circunferencia y el punto de intersección de la tangente con el lado
del ángulo que pasa por el extremo del arco de medida; en la figura 99
es el segmento OT.
B
Figura 100
Figura 101
La cotangente es, como se muestra en la figura 100, el segmento de
una tangente en el extremo del primer cuadrante B comprendido entre
este punto y el punto de intersección C de esta tangente con el lado del
ángulo que pasa por el extremo del arco de medida.
— 955 —
Figura 102
Figura 103
La cosecante es, como se muestra en la figura 101 el segmento entre
el centro de la circunferencia O y el extremo C de la cotangente.
Así, pues, se tienen para un ángulo a, resumidas en una sola figura
(figura 102), las líneas trigonométricas siguientes:
Seno, la línea MN
Coseno, la línea ON
Tangente, la línea AT
Cotangente, la línea BC
Secante, la línea OT
Cosecante, la línea OC
y vea en la figura 103 cómo las longitudes de todas estas líneas son diferentes de las de la anterior cuando el ángulo a que corresponden es
distinto.
Con las líneas trigonométricas se tiene el medio de representar un
ángulo por el valor de una longitud. Pero esto es solamente válido cuando las longitudes de las líneas trigonométricas se refieren a una sola
circunferencia, ya que si se refieren a circunferencias de distinto radio
no son comparables, como verá usted más detalladamente en las próximas lecciones, donde además estudiará usted la forma en que se resuelve este inconveniente.
Depósito Legal B. 3134 -1959
— 956 —
Tomo 18
PRACTICA DEL
TORNEADO
LECCIÓN
5
EJEMPLO DE MECANIZADO N.° 5
Vimos ya un ejemplo de aplicación de la luneta fija; ahora estudiaremos
un mecanizado en el que se requiere el empleo de la luneta móvil.
Figura 35
Vea en la figura 35 el plano de la pieza que se ha de construir partiendo
de un trozo de barra de acero F-5, de 0 28 y longitud 440 mm.
Con el fin de que usted pueda seguir de una manera más práctica el
desarrollo del mecanizado, suponga que el mismo se efectúa en un torno
Cumbre 022, al que en repetidas ocasiones nos hemos referido.
-957—
La primera operación (fig. 36) no presenta dificultad alguna: usted
sabe cómo se efectúa un refrentado. Con esta operación, efectuada en los
dos extremos, !a pieza quedará a una longitud de 438 mm y se construirán
los dos puntos para llevar a cabo las operaciones posteriores.
Tampoco presenta ninguna dificultad la operación representada en la
figura 37, ya que la fijación se efectúa con plato universal, de forma que
la longitud que se deje entre él plato y el punto sea la suficiente para
poder mecanizar los 40 mm indicados en la figura.
Figura 36
Figura 37
Seguidamente se cambian las garras del plato por unas garras o patas
blandas que se mandrinan para fijar la pieza por el diámetro 14. Observe
en la figura 37 que este diámetro se ha dejado con un excedente en más,
pues se ha considerado que el acabado de esta caña se conseguirá en una
rectificadora, la cual dejará la pieza a la tolerancia g 6.
Figura 38
-958—
Fijada la pieza con las garras blandas, se monta la luneta móvil en la
parte posterior del carro transversal para que las mandíbulas se apoyen en la
superficie antes mecanizada. Observe en la figura 38 el montaje de la pieza,
la luneta y la herramienta para proceder al cilindrado de la caña a roscar.
Como es evidente, el excedente de material no puede ser quitado en
una sola pasada; por consiguiente, para cada pasada se tendrá que regular
la luneta. De hecho cuando la herramienta trabaja muy cerca del punto, la
luneta no apoya todavía la pieza, ya que la pieza todavía no flexa. Cuando
la luneta empieza a trabajar se regulan las patas de forma que se ajusten
al diámetro torneado; una vez ajustados, se embraga el automático y se
da la pasada; esta operación se repite tantas veces como pasadas se dan.
Si se trabaja en seco deben engrasarse las mandíbulas de la luneta, pues
de lo contrario se griparían estropeándose o, por lo menos sufrirían un
desgaste considerable que sería causa, al terminar la pasada, de un diámetro mayor por flexión de la pieza.
Figura 39
La última pasada para conseguir la medida de 16-0,1 debe ser muy
fina y han de ajustarse las mandíbulas con cuidado a fin de conseguir un
cilindrado lo más perfecto posible. Seguidamente, desmontará la herramienta de cilindrar y se montará otra de ranurar para efectuar la ranura de
salida de rosca (fig. 39).
A continuación, se prepara el torno para roscar (fig. 40);usted ya sabe
cómo se procederá. Solamente le indicaremos que al empezar a roscar es
-959-
Figura 40
conveniente que !a herramienta, cuando se utiliza luneta, esté bien afilada
y no dar las primeras pasadas muy fuertes.
-860—
TÉCNICA DEL
TORNEADO
LECCIÓN
18
UTILIZACIÓN O NEUTRALIZACIÓN DE UNA CAJA DE ROSCAS
Suponga usted que está trabajando en un torno equipado con caja de
avances y roscas y que ha de construir un paso que no se halla incluido
en la tabla de roscas del torno, la cual será semejante a la reproducida en
la figura 464 de la lección 13. Lo que deberá hacer en este caso es anteponer al dispositivo de la caja un tren de ruedas que modifique los pasos
indicados en la tabla respectiva. Para ello podrá adoptar dos soluciones :
Utilizar los elementos de la caja de roscas o neutralizar los elementos de
la misma.
Si usted quiere utilizar los elementos de la caja de roscas, colocará
las palancas de forma que den un paso determinado, el cual para el subsiguiente cálculo de las ruedas puede considerarse como el nuevo paso del
husillo patrón.
Si por el contrario,adopta la segunda solución, colocará las palancas de
manera que indiquen el paso del husillo patrón y procederá al cálculo de
las ruedas, como si la caja no existiese, es decir, como ha estudiado en las
últimas lecciones.
Fíjese en el siguiente ejemplo :
—961—
Se ha de roscar un paso de 3,20 mm en un torno cuya tabla de roscas es
la de la citada figura 464. Se utilizará el mecanismo de la caja como si el
paso del husillo fuese de 5 hilos por pulgada.
Ante todo se coloca la palanca Norton en la posición correspondiente a
los 5 hilos por pulgada (posición 4), y las palancas auxiliares laterales (ver
fig. 463) en la posición correspondiente a ingleses, ya que el paso elegido
para el husillo patrón es en medidas inglesas.
Seguidamente se calculan las ruedas como en un problema cualquiera del
tercer caso estudiado en la lección 15.
Conversión de los milímetros a pulgadas :
Efectuando el cálculo, ha de tenerse en cuenta la relación de las ruedas
que señale la placa para el paso escogido. Observe en la mencionada placa
de la fig. 464 que colocada la palanca Norton en la posición 4, correspondiente a los 5 hilos por pulgada, las ruedas que señala la placa son iguales, es decir, de relación directa, pues conductora y conducida son de 25 dientes. Por
A
80
consiguiente, en este caso no ha de variarse el juego calculado
=
B
127
No ocurriría lo mismo si el paso escogido fuera de 10 hilos por pulgada,
pues como usted puede comprobar en la placa, el paso del husillo patrón
—962—
40
estaría afectado por la relación de las ruedas
, es decir, habría que aña80
dir dichas ruedas al juego que se calcule u otras que guarden la misma relación.
En la misma tabla de roscas se indica !a forma de neutralizar los elementos de la caja, poniendo las palancas en una posición determinada. Usted
recordará lo que estudió en la lección 13 (Posición pasos arbitrios).
PRACTICA DEL ROSCADO. — AJUSTE Y PENETRACIÓN EN ROSCAS
DE SISTEMA MÉTRICO Y WHITWORTH
Ya en la lección 13 señalamos la importancia de la colocación de la herramienta. Insistimos ahora con la figura 535, en la que está representada
Figura 535. — Galga para colocación de la herramienta.
la forma de emplear la carga para comprobar la posición correcta de la
herramienta. Observe que en la figura se indica que la galga no debe forzarse nunca, sino que ha de poderse deslizar suavemente.
Las herramientas de roscar no son muy favorables, por su forma, para
la obtención de un corte limpio. Al cortar los dos flancos, es fácil que se
enreden las virutas, de forma que llegan a perjudicar el acabado de las superficies de los flancos del filete. No obstante, puede mejorarse este-punto,
haciendo que corten los flancos por separado.
—963—
Figura 536. — Penetración conjugada de la herramienta para separación de
las virutas.
Se consigue un corte más limpio, haciendo que la viruta se separe transversalmente del eje de la pieza (recuerde al efecto las indicaciones estudiadas en la lección 15, al tratar de la forma de las herramientas, según el
tipo de penetración a realizar), y por otra parte, desplazando un poco la
herramienta (fig. 536) hacia un lado para cada pasada, de modo que dicha
herramienta únicamente trabaja con todo el perfil en la pasada final, cuando
las virutas ya son muy finas. Para pasos bastos y serie grande de piezas
de roscar, es aconsejable desbastar primero la rosca con una herramienta
especial que arranque virutas gruesas y después repasar la rosca tal como
acaba de indicarse.
A este respecto y según el sistema empleado para la penetración de la
herramienta, estudiaremos las distintas facetas de la práctica del roscado.
Figura 537. — Formas de penetración: A, Penetración normal; B, Penetración
conjugada; C, Penetración oblicua
—964—
PENETRACIÓN DE LAS HERRAMIENTAS
En la figura 537 están representados los diferentes tipos de penetración
de las herramientas de roscar, y la forma de la sección arrancada en cada
una de las pasadas.
Penetración normal:
Con la herramienta colocada a 90° respecto del eje principal, presenta
el inconveniente, ya explicado, de las dificultades para la evacuación de las
virutas. De ahí que su aplicación resulte conveniente para materiales en los
que la viruta cortada se rompa fácilmente, tales como fundición, bronce,
latón, duraluminio, acero duro y también para roscas precisas.
Figura 538. — Método de roscado con penetración normal
El procedimiento a utilizar consiste en blocar fuertemente el carrito superior o portaherramientas, mediante el apriete de los tornillos que actúan
sobre su patín. El orden de manipulaciones a seguir a continuación es el
estudiado en la lección anterior, teniendo en cuenta que la penetración debe
ser ordenada por el carro transversal. Vea a este respecto la figura 538.
—965—
Penetración conjugada:
La colocación de la herramienta es la misma que para la penetración
normal. La ventaja de este sistema consiste, como ya se ha dicho, en que al
cortar por un solo flanco, la separación de las virutas es perfecta. Puede
utilizarse para acabados, pero requiere mucha atención al tener que dar la
penetración «conjugando» la penetración normal con un pequeño desplazamiento lateral en cada nueva pasada. La dificultad está en conseguir un
diámetro de flancos correcto, aunque, para asegurarse, pueden hacerse cortar en las últimas pasadas los dos flancos de la herramienta.
La forma a seguir es también la misma que para la penetración normal,
pero al poner cada nueva pasada debe hacerse un desplazamiento con el
carro portaherramientas; este carro estará ligeramente sujeto o tensado, en
vez de fuertemente sujeto como el caso anterior.
El desplazamiento lateral del carro portaherramientas puede ser del
orden aproximado de 0,1 a 0,2 mm , de forma que cortará una sola arista
de la herramienta, mientras la otra enrasará justamente el otro flanco, tal
como se observa en la figura 536. Las pasadas de acabado pueden hacerse
actuando alternativamente sobre los dos flancos, o bien, sólo en casos de
apuro y si lo permiten los ángulos de la herramienta, haciendo cortar los
dos flancos a la vez.
Penetración oblicua
Este sistema es particularmente interesante para el desbaste de roscas
en grandes o pequeñas series de piezas y también para perfiles bastos sin
gran precisión. La penetración oblicua de la herramienta facilita el corte de
los metales que tienen tendencia a arrancarse (acero semidulce, acero dulce,
cobre, aluminio).
La herramienta trabaja por una sola arista. Para la evacuación correcta
de la viruta y facilitar su arranque, repara la herramienta con pendiente
hacia atrás; el segundo flanco resulta del deslizamiento de la punta de la
herramienta según una dirección paralela al desplazamiento del carro superior, el cual se habrá inclinado de acuerdo con el ángulo conveniente para
cada caso (vea fig. 539).
El procedimiento a seguir consiste primeramente en inclinar el carro
portaherramientas hacia la derecha o hacia la izquierda, según el paso a
tallar sea en uno u otro sentido. El valor de esta inclinación será según el
sistema de rosca la mitad del ángulo del perfil :
—966—
Figura 539. — Método de roscado con penetración oblicua para roscas métricas
S. I. (60°). Se debe prestar especial interés en colocar el carro transversal en
la misma posición para todas las pasadas
La penetración o profundidad de pasada se da mediante el mismo carro
portaherramientas utilizándose el transversal para retirar y acercar la herramienta, teniendo cuidado de observar y comprobar cada vez que se co—967—
loca siempre en la misma posición, lo que podrá comprobarse mediante las
graduaciones del pomo del husillo e incluso colocando un tope para el carro
transversal.
Con el objeto de obtener un mejor acabado de los flancos en las pasadas
de acabado, puede hacerse en éstas una penetración normal.
\
Figura 540. — Variantes de la herramienta de rosca para el método de penetración oblicua; A, Para roscas sistema métrico, S. I.; B, Para roscas sistema
Whitwbrth
El sistema de penetración oblicua tiene, además, la ventaja de que permite prescindir de la condición de que el flanco derecho de corte de la herramienta para roscas a la derecha, o el flanco izquierdo, para roscas a la izquierda, tenga que hallarse en posición horizontal; antes bien es incluso
recomendable vaciarlo un poco a la muela (fig. 540), mejorando así el efecto cortante de la herramienta, en particular para el acero dulce. Afilando
la herramienta de la forma indicada en la figura 540, se consigue que el
flanco derecho no entre en contacto con la pieza y que, por consiguiente,
no tenga influencia en el corte. Si las circunstancias lo aconsejan, hasta pueden cambiarse las formas de las herramientas de roscar y adoptar la de la
figura 541.
En estos casos, la perfecta colocación de las herramientas tiene todavía
más importancia, debiéndose utilizar las galgas adecuadas (fig. 535), es
decir, con los ángulos corregidos según la figura 540.
—968—
También puede utilizarse otro procedimiento que consiste en dar una
inclinación al carro portaherramientas
del valor correspondiente al perfil a
tallar más 2 grados complementarios,
para que sobre el flanco opuesto al
de corte no se haga más que un afinado.
Se coloca la herramienta mediante
una galga especial. Se facilita así un
roscado perfecto y corrige, dando ya
su perfil normal afinado, el defecto
que pudiera tener el hilo de rosca al
aumentar los dos grados complementarios.
Figura 541. — Variante de la herramienta de roscar para el método de
penetración oblicua
Número de pasadas
Veremos a continuación, como orientación para el tornero, una tabla en
la que señalan el número de pasadas que deben darse para tallar unas roscas de paso determinado.
Estas tablas son producto de una experiencia personal y por tal se ofrecen sólo a modo de orientación, aunque para roscas de calidad corriente,
pueden obtenerse excelentes resultados, siempre que se trabaje a velocidades máximas, es decir, a las velocidades indicadas en la pasada lección.
Figura 542. — Penetración por encima del eje. dn =diámetro
exterior de la pieza a roscar; p = profundidad teórica del
a profundizar con la herramienta elevada; h = valor de la
rramienta; B = ángulo del perfil; b = ángulo de salida de
inclinación del carro superior.
—969—
núcleo; R = Radio
filete; p' = medida
elevación de la heviruta; y = ángulo
PASADAS A DAR PARA EL ROSCADO
CON PENETRACIÓN OBLICUA
TABLA 39
Sistema Métrico
Rosca:; S. I.
Roscas sistema
Whitworth
Paso de rosca
en mm
N.° pasadas
Número de hilos
por pulgada
N.° pasadas
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
4,5
5
5,5
6
8
10
11
13
15
16
18
20
22
25
27
20
18
16
12
10
8
7
6
5
4,5
4
8
9
10
12
13
15
16
20
22
25
28
PENETRACIÓN POR ENCIMA DEL EJE
Se trata en realidad de un método de roscar que sólo tiene aplicación
para roscas exteriores y aún para operaciones de desbastes en pasos rápidos, pero que es de un gran rendimiento por permitir mayores penetraciones de herramienta.
Provoca la formación de la viruta por encima del eje entre puntos; la
posición especial de la herramienta permite su evacuación normal, ya que
se tiene un ángulo de salida mayor, sin que deje de conservarse un perfil
de rosca rigurosamente exacto (fig. 542).
Forma de operar
La herramienta se prepara con un ángulo de filo de 60º; el ángulo de
incidencia debe ser grande (30°) para cortar la intereferencia o roce con la
—970—
pieza, debido a la elevación del plano superior de la herramienta por encima
del eje de la pieza.
Esta situación por encima del eje, aumenta muy considerablemente, como
ya hemos dicho, el ángulo de salida de viruta, lo que hace que pueda
aumentarse bastante el valor de las penetraciones en cada pasada.
Dado que la penetración ha de ser oblicua, debe calcularse el ángulo que
ha de inclinarse el carro superior; este ángulo se calcula mediante la fórmula siguiente, ya que varía según el diámetro y el paso:
El ángulo alfa viene determinado por la elevación de la herramienta por
encima de! eje, y es también el mismo valor del ángulo de salida de la
viruta b.
El perfil superior de la herramienta deberá tener un ángulo inferior a
60º, y su valor será el producto de este ángulo (para roscas S. I.) por el
coseno del ángulo alfa.
La altura h, valor de la elevación por sobre el eje, depende prácticamente, del valor del diámetro del núcleo del tornillo a considerar:
h = 1/4 D. núcleo
Pero, por otra parte, el valor de h, puede quedar también determinado
por la dureza del material, ya que, según sea esta dureza, variará el valor
del ángulo b; se aplicará entonces la siguiente fórmula :
h = R X seno del ángulo b
La profundidad a tallar, con la herramienta situada a esta altura, será
superior a la profundidad teórica correspondiente al paso del sistema métrico, valiendo:
—971—
y el valor de desplazamiento d, para calcular el valor de las penetraciones
(de valor decreciente, es decir, de más o menos, desde 1,5 a 0,05 mm )
sera
El roscado se efectúa con la herramienta colocada perpendicularmente
al eje de la pieza, la penetración es oblicua (con el carro superior), según la
inclinación calculada y la retirada de la herramienta se efectúa con el carro
transversal, con el cual vuelve al colocarse de nuevo en posición, debiendo
tener especial cuidado en no descontarse de vueltas ni equivocarse de graduación.
El sistema es muy ventajoso sobre todo para operaciones de desbaste
en grandes series de piezas, el cual puede efectuarse en profundas pasadas siendo suficiente un excedente de 0,2 0,3 mm para la operación de
acabado, la cual puede efectuarse con una herramienta de perfil constante,
situada, en este caso, a la altura justa del eje.
TALLADO DE ROSCAS CUADRADAS
Para la construcción de roscas de perfil cuadrado, la penetración debe
ser, por supuesto, perpendicular al eje de la pieza. El valor de las penetraciones no puede ser demasiado grande pues los flancos quedarían rayados.
Con el fin de evitar este inconveniente y, al mismo tiempo para mejorar
su aspecto, puede efectuarse un repasado de los flancos por separado, tal
como estudió en la lección 16. Los ángulos de incidencia serán sólo ligeramente mayores que los exigidos por la inclinación de la hélice, para que
no rocen contra el flanco del filete (fig. 501 de la lección 16).
El repasado de los flancos es bastante frecuente ; usted puede observar
en la figura 543, lo difícil que es conseguir la anchura a la medida, pues
unos pequeños afilados de la arista de corte, son suficientes para disminuirla considerablemente a pesar del poco valor de los ángulos P.
—972—
Figura 543. — Penetración normal
para roscas de perfil cuadrado
Figura 544. — Acabado de roscas
trapezoidales de paso < 5 mm por
penetración normal
TALLADO DE ROSCAS TRAPEZOIDALES
Obtención directa con herramienta de forma por penetración normal
Lo mismo que las roscas cuadradas, pueden obtenerse por penetración
normal, es decir, con la herramienta situada perpendicular al eje de la pieza,
aunque esto sólo es recomendable para pasos hasta 5 mm y aún solamente
para fundición, bronce, latón y duraluminio, ya que en estos materiales
la viruta se arranca y no presenta dificultades rayando los flancos.
El valor de las penetraciones sera
decreciente desde 1 a 0,02 mm y su
forma, la de la figura 544. Se empleará una herramienta para el desbaste y
otra para el acabado.
Una variante de este método es
el de la figura 545, en el que se efectúan conjuntamente las operaciones
de desbaste y acabado, con las dos
herramientas montadas en un portaherramientas especial.
En los acabados del filete, durante los cuales la herramienta corta por
Figura 545. — A, Herramienta de
desbaste; b, Herramienta de acabado
—973—
ambos flancos, existe, como ya se ha dicho, el peligro de que las virutas se
enreden al salir y estropeen los flancos del tornillo.
Figura 546. — Colocación de arrastre
elástico: 1, Perro de arrastre; 2, Plato de arrastre; 3, Almohadilla elástica.
Tener en cuenta para su colocación el
sentido de giro
Figura 547. — Colocación del arrastre
elástico: 1, Perro de arrastre; 2, Cola
del perro de arrastre; 3, Almohadilla
elástica; 4, Pivote de arrastre de la
pieza; 5, Plato de arrastre. Prestad
atención al sentido del giro
Ocurre también a veces que la herramienta vibra y no deja los flancos
lisos, tomando éstos el aspecto de un ligero trenzado. Con el objeto de evitar este defecto pueden adoptarse las soluciones de las figuras 546 y 547,
según sea la forma en que se efectúe el arrastre. En la primera, se coloca
una tira de cuero o material similar entre el plato y el perro de arrastre,
para que actúe como una almohadilla elástica y en la segunda se arrollan
unos trapos bien atados sobre la cola del perro para el mismo fin. Si aún
así la herramienta vibra, conviene repasar los juegos de los carros y reducir la velocidad de corte.
TALLADO CON VARIAS HERRAMIENTAS
Para el desbaste utiliza una herramienta de frente, cuyo ancho sea
igual al del fondo de rosca. La penetración es normal y en pasadas sucesivas idénticas hasta el diámetro de fondo de la rosca (a de la figura 548).
Una vez desbastada la rosca, el acabado puede hacerse de las formas
siguientes :
•
Con herramienta de forma, actuando por penetración normal (b de la
figura 548).
-974—
Figura 548. — a) Desbaste de roscas trapezoidales por penetración normal; b)
Acabado conjunto de los flancos. Penetración normal; c) Acabado flanco a flanco
Penetración conjugada; d) Acabado flanco a flanco. Penetración oblicua
•
Dos herramientas perfiladas trabajando los flancos por separado, en penetración conjugada (c de la fig. 548).
•
Dos herramientas especiales de frente, trabajando también los flancos
por separado y en penetración oblicua(
figura
548). Este procedimiento es especialmente recomendable para perfiles grandes.
MEDICIÓN DE LAS ROSCAS
Otra de las principales dificultades que presenta la operación del roscado está en la de ajustar la rosca.
A efectos de comprobación de las dimensiones exactas de la rosca puede
ser preciso el empleo de uno de los tres procedimientos siguientes:
•
por comparación con la pieza a montar en la rosca tallada (montándolas
ambas).
•
por medición con calibre o instrumento especial de medida.
•
por medición con varillas del diámetro de flancos.
Para el primer procedimiento que es corrientemente el más utilizado en
trabajos corrientes de reparaciones, y aún para grupos reducidos de piezas
iguales, basta disponer de la pieza en la cual deberá montarse la rosca que
estamos tallando. Se ajusta la rosca a la pieza, la cual, para poder ser montada, no debe forzarse (fig. 549). Este método es seguro sobre todo para
reparaciones un poco raras, de medida y perfiles a veces incorrectos. El
perfil a conseguir, claro está, debe ser el correcto, pero en este caso, acostumbra a no tener una excesiva importancia, mientras no se note juego entre las roscas, las cuales deben ajustar por el diámetro de flancos y no por
los diámetros interior y exterior.
-975—
Figura 546. — Comprobación de la medida con una pieza de muestra
Cuando la cantidad de piezas a roscar es ya de una determinada importancia, es conveniente la utilización de calibres, los cuales, claro está, tienen
las dimensiones correctísimas y están construidos de un acero especial templado y, por tanto, muy resistente al desgaste. Si se utilizase el procedimiento explicado anteriormente, podría haber variaciones en unas piezas
respecto de las otras, ya que la pieza de muestra probablemente no estaría
templada y tendría un desgaste, lo cual, además de perjudicar a la pieza en
sí, ocasionaría variaciones de medida (en más para los tornillos y en menos
para las tuercas).
Figura 550. — Calibres de rosca, a) para roscas de tornillos; b) para roscas
de tuercas.
—976—
Figura 551. — Comparador «Reishaner» para roscas interiores en la medición
con máquinas de rectificar interiores
Figura 552. — Micrómetro especial de roscas y
puntas intercambiables
Sin embargo, podrían utilizarse varias piezas a fin de no acentuar los
desgastes, como los de la figura 550, los cuales no pueden tampoco forzarse, pues su desgaste aunque mucho más lento también está limitado por
una tolerancia.
Observe en la figura 551 la comprobación de una rosca con un calibre
especial para grandes series, sin desmontar la pieza del torno.
Para la construcción de roscas muy precisas e incluso para calibres, se
utilizan aparatos especiales de mediciones muy precisas, como el micrómetro
Figura 553. — Comparador para roscas interiores
—978—
de roscas de la figura 552, en el cual son cambiables las puntas a fin de
poder abarcar una mayor gama de pasos de rosca.
Igualmente para roscas interiores se utilizan aparatos especiales, como
el de la figura 553, provisto de comparador.
Para comprobar la rosca construida, por medición del diámetro de flancos por medio de varillas, debe procederse ante todo al cálculo del diámetro D a comprobar según el diámetro d de la varilla utilizada.
Este procedimiento tiene su máxima utilización en los perfiles trapezoidales, para los que casi nunca se dispone de calibres y pocas veces de una
pieza para la comprobación; esto no significa, claro está, que no pueden
aplicarse a todos los perfiles. En todos los perfiles la forma de efectuar el
cálculo es el mismo con ligeras variantes.
Figura 554. — Cálculo y medida del diámetro de flancos con tres varillas. Perfiles trapezoidal y ACMÉ
Vea en la figura 554, la forma en que se procede al cálculo del diámetro D, para la medición del diámetro de flancos. Debe naturalmente, elegirse un diámetro d de varilla que sobresalga por encima del perfil del
filete, siendo indiferente el que sean de un diámetro o de otro, siempre que
puedan colocarse entre los dos filetes y sobresalgan del diámetro exterior.
También en la figura 555 está explicada la fórmula para el cálculo de
los perfiles triangulares S. I. y Whitworth.
—979—
Figura 555. — Cálculo y medida del diámetro de flancos con tres varillas
Perfiles mecánicos S. I. Whitworth
TORNILLOS DE VARIAS HÉLICES O ENTRADAS
Existen varios procedimientos para la construcción de una rosca de varias hélices o entradas. Los más empleados son los siguientes :
•
•
•
•
por defasado o desplazamiento de la primera rueda conductora.
por desplazamiento longitudinal del carro portaherramientas.
por plato divisor de arrastre (divisiones angulares).
por aparato indicador de coincidencia.
POR DESPLAZAMIENTO DE LA PRIMERA RUEDA CONDUCTORA
Para poder aplicar este procedimiento es imprescindible montar en el
árbol principal, como primera rueda conductora o también la última conducida, una rueda cuyo número de dientes sea múltiple del número de hélices o filetes a ejecutar. Ha de ser así para poder desplazar, una vez tallado
el primero de los filetes, la rueda de que se trata de un número de dientes
igual al resultado de la división :
—980—
Si la rueda a desplazar es la primera conductora, se hace girar el eje
principal un ángulo determinado con
la pieza, sin mover la herramienta
(figura 556); cosa que siempre será
más fácil que desplazar la herramienta con el carro, sin mover el eje.
Ejemplo:
Se trata de roscar un paso de 42
Figura 556. — Roscado de filetes de vamilímetros con 3 entradas en un tor- rias
entradas por defasado o desplazano con husillo patrón de 8 mm de
miento de la rueda conductora
paso.
La rueda a tiene 120 dientes, o sea múltiple de 3; se desplazarán, pues,
40 dientes después de roscar la primera hélice y 40 más después de la segunda.
Este desplazamiento puede efectuarse, señalando (después del primer
filete) con una raya de tiza, el punto de engrane de la rueda activa con la
rueda b (fig. 556), hecho lo cual se afloja la guitarra, se desengranan las
dos ruedas y se hace girar el eje principal del torno, haciendo girar la rueda
a respecto de la b tantos dientes como corresponde, o sea, para los tornillos
de 2 filetes, la rueda a dará media vuelta, para el caso del ejemplo, dará
un tercio de vuelta, etc.
En los tornos que el mecanismo inversor del avance que, como recordará, está intercalado entre el eje y la primera rueda, tenga una relación
de transmisión de 1 :2 (por ejemplo), debe tenerse en cuenta y entonces la rueda a deberá dar una vuelta completa para los tornillos de 2
entradas y 2/3 de vuelta para los de tres, etc.
—981—
POR DESPLAZAMIENTO LONGITUDINAL DEL CARRO PORTAHERRAMIENTAS
Se utiliza este método cuando no hay posibilidad de disponer de una
rueda con un número de dientes múltiple del número de filetes a ejecutar.
El desplazamiento mediante el carro superior será igual al cociente del
paso a tallar del tornillo por el número de hélices a efectuar, o dicho de
otro modo, de una cantidad igual al paso.
En el caso del ejemplo anterior, el desplazamiento a efectuar con el
carro portaherramientas será igual a :
Observación importante:
Ha de tenerse en cuenta de haber ganado los juegos del husillo (recuerde usted lo estudiado a este efecto en la lección 17), en el sentido que quieran efectuarse los desplazamientos, a fin de que éstos sean exactos.
POR DIVISIONES ANGULARES CON PLATO DIVISOR DE ARRASTRE
Cuando se trata de construir una cantidad importante de piezas, los dos
métodos que acabamos de describir resultan ciertamente engorrosos. En
Figura 557. — Plato de arrastre graduado para dimisiones angulares
—982—
estos casos se simplifica el trabajo con el empleo de unos platos de arrastre, con una disposición especial de acoplamiento, graduada grado a grado,
que permiten dar un giro parcial a la pieza, sin necesidad de hacer girar
el torno (fig. 557).
Estos platos constan de dos discos graduados, que pueden colocarse en
cualquier posición el uno respecto al otro, y pueden fijarse luego en la
posición conveniente, por medio de tornillos.
Hay otros platos que llevan una graduación distinta, pero en general, en
el empleo de estos platos, debe tenerse siempre en cuenta, que la graduación esté impecablemente bien hecha y que, además, la colocación para
cada uno de los filetes debe ser precisa, dependiendo esto de las condiciones especiales del tornero.
Para el ejemplo visto de 42 mm de paso y 3 filetes, los desplazamientos
angulares serán :
360°
= 120° para cada desplazamiento
3
CON APARATO INDICADOR DE COINCIDENCIAS
Con el empleo de aparato indicador de coincidencias, descrito en la lección anterior, además de que las manipulaciones pueden ser hechas sin
parar el torno, la indicación es precisa y de fácil comprensión y seguro manejo.
Para su utilización, será suficiente intercalar entre las referencias o graduaciones válidas para una hélice, tantas divisiones suplementarias como
número de filetes tenga el tornillo a tallar:
Ejemplo:
Se trata de tallar un tornillo de paso de 12 mm con 3 entradas en un
torno cuyo husillo patrón es de 5 mm.
p
12
Fracción inicial = — = —
P
5
—983—
12
La fracción
está ya reducida a su más simple expresión. Aplica5
remos entonces la fórmula estudiada en la lección anterior :
Figura 558. — Graduación para filete de 3 entradas
Como no hay piñones de 12 dientes, multiplicaremos por 3, lo que nos
dará un piñón de 36 dientes con 3 divisiones normales. Según estudiamos
en la lección anterior, estas 3 divisiones son las válidas para la primera hélice; las otras dos hélices, exigirán, pues, dos divisiones intermedias suplementarias (fig. 558). Si el paso correspondiese ya a un piñón existente,
en cuanto a número de dientes sobre el cuadrante solamente se indicarían
tantas divisiones como entradas tuviéramos que efectuar.
Observaciones importantes:
Para poder utilizar este método, debe comprobarse que el número de
vueltas mínimo del husillo patrón es igual al número de hélices del tornillo
o múltiple de éste.
—984—
Figura 559. -— Desbastado de un tornillo de 2 entradas con dos herramientas.
Anchura salida = Paso real
En la ejecución de filetes de varias entradas, siempre que sea posible,
debe tratarse de efectuar el desbaste de todos los filetes a la vez, llevando
desde luego, la misma profundidad de pasada todas las herramientas (figura 559). Tiene como finalidad, sobre todo en roscas muy largas, además
de un considerable ahorro de tiempo, evitar deformaciones, ya que de esta
forma el esfuerzo de las herramientas está más regularmente repartido en
toda la longitud de la pieza. En todo caso, exige como condición, el que la
salida de la herramienta pueda ser lo suficientemente ancha para que quepan todas las herramientas.
COLOCACIÓN DE LA HERRAMIENTA SOBRE LA ROSCA
La colocación de la herramienta sobre la rosca, debe hacerse siempre
con el torno en marcha. Es una operación relativamente delicada, según
sea el estado de la rosca, y debe tenerse especial cuidado en ganar o tener
en cuenta todos los juegos entre husillos y tuercas, ya que la puesta en posición se hace con los carros transversal y superior; lo mismo, con el juego
que puede haber entre el husillo patrón y la tuerca partida de embrague.
Esta operación puede ser precisa siempre que se tenga que repasar una
—985—
rosca o proceder al acabado de una que ha sido desbastada previamente.
En ambos casos, el material sobrante es poco, por lo que las precauciones
nunca serán excesivas, una mala colocación puede dar lugar a un corte que
eche a perder el perfil y las dimensiones del filete.
También puede presentarse este caso, cuando se tenga que proceder
a desmontar la herramienta para su reafilado. Aunque su nueva colocación
puede parecer segura (caso de herramientas de perfil constante en portaherramientas especiales), siempre debe comprobarse. En todos los casos es
aconsejable, si es que es posible, referenciar la posición de la herramienta
y dejar el husillo dispuesto para facilitar la coincidencia de posición de la
herramienta después del reafilado.
PARA ROSCAS EXTERIORES
Con el carro transversal se aproxima la herramienta a la pieza en rotación tan cerca como permita el perfil de la rosca y con el carro portaherra-
Figura 560. — Colocación de la herramienta sobre la rosca exterior
mientas se desplaza longitudinal u oblicuamente (según se haya previsto la
penetración) hasta situar la herramienta «dentro» del perfil (fig. 560). Se
observan las referencias de los tambores graduados de ambos husillos y retirando la herramienta se vuelve a situar en las referidas como comprobación, procediendo acto seguido a dar pasadas con la penetración que corresponda.
La colocación de un pape! blanco debajo de la zona donde deben entrar
—986—
en contacto la herramienta y el perfil de la rosca, facilita enormemente
«localizar» la posición exacta.
PARA ROSCAS INTERIORES
Para roscas interiores, la operación es todavía más delicada, ya que a las
dificultades propias de ella misma, se suma la poca visibilidad que se tiene
de la zona donde deben coincidir herramienta y perfil.
En este caso, es buena medida colocar la herramienta en posición sobre los primeros hilos de entrada y embragar la tuerca, todo con la máquina parada, desplazar simultáneamente la herramienta con los dos carros
y con una marcha muy lenta hasta que esté en posición correcta. Se observan
las diferencias y se vuelve a comprobar. Debe tenerse en cuenta la flexión
de la herramienta al dar pasada, ya que puede haber necesidad de modificar la posición.
ROSCADO CÓNICO
Aunque no es corriente la presentación de casos de roscado cónico, estudiaremos brevemente sus características. La razón de que haya de realizarse esta operación tan pocas veces es el empleo limitado de un mecanis-
Paso
Figura 561. — Rosca cónica
—987—
mo de este tipo, empleo que se reduce a órganos de máquinas que den
un número muy restinguido de vueltas.
En las roscas cónicas el perfil se halla generalmente perpendicular al
eje; sólo muy raras veces es perpendicular a la superficie cónica (fig. 561 ).
El paso se mide paralelamente al eje de la pieza.
Las roscas cónicas pueden tallarse en torno paralelo siguiendo los dos
procedimientos siguientes :
•
•
Roscas exteriores: por desplazamiento del contrapunto con aparato reproductor de conos.
Roscas interiores : con inclinación del cabezal fijo con aparato reproductor de conos.
Observe que, en realidad, son los mismos empleados para el torneado
de conos, utilizando, claro está, el avance automático del carro longitudinal.
ROSCADO CÓNICO CON DESPLAZAMIENTO DEL CONTRAPUNTO
Figura 562. — Defectos del arrastre para roscado cónico (con desplazamiento
del contrapunto)
—988—
Este procedimiento es poco empleado debido a su poca precisión. Usted ya conoce los inconvenientes del torneado cónico efectuado por desplazamiento del contrapunto; en cuanto al roscado, dichos inconvenientes se
acentúan aún más. El principal reside en que se originan más irregularidades
en el arrastre de la pieza que provocan una rosca defectuosa, como verá
seguidamente.
Fíjese a este respecto en la figura 562. El punto de contacto del perro
de arrastre montado sobre la pieza, con el pivote del plato conductor, no
describe una circunferencia, sino una elipse; por consiguiente la pieza experimenta unas variaciones de velocidad de giro (aceleraciones y retardos)
que se repiten periódica y alternativamente en cada vuelta. Como por otra
parte, la herramienta avanza con un movimiento uniforme, al igual que el
eje del torno, resulta lo que se llama una rosca «borracha» (fig. 563), ya
que siguiendo su movimiento, se la
ve oscilar de un lado a otro.
Este defecto se acentúa aún más
si el punto de contacto del perro y
pivote del plato, no se halla situado
en un plano perpendicular a la superficie del extremo de la pieza (punondulante o «boto a de la figura 562). En este caso, la Figura 563. —Rosca
rracha»
elipse descrita es, además, excéntrica respecto del eje de rotación. Estos defectos son tanto mayores cuanto
más aumente el ángulo alfa.
UTILIZACIÓN DEL APARATO REPRODUCTOR
Este procedimiento, mucho más mecánico, tiene el inconveniente de que
no siempre es posible disponer del aparato reproductor (fig. 564). Siendo
un dispositivo de utilización limitada, no puede tenerse a mano en todos
los talleres, ya que, además, es un accesorio relativamente caro, si no tiene
una utilización muy seguida.
Al efectuar una rosca cónica con un aparato reproductor deben tenerse
en cuenta las siguientes precauciones :
— Desplazamiento perpendicular de la herramienta respecto al eje de la
pieza y no a las generatrices del cono, es decir: la punta o arista delantera de la herramienta (según el perfil), ha de quedar paralela a las
generatrices (fig. 565).
-989—
Figura 564. — Reproductor de conos CUMBRE para cuya utilización no es necesaria la anulación del carro transversal
Figura 565. — Roscado cónico con aparato reproductor de conos: 1, CorreAera del aparato; 2, Carro transversal libre de su tornillo
—990—
— El cálculo de las ruedas debe hacerse para un paso p1 (fig. 561), más
pequeña que el paso p. Su valor se calcula con la fórmula :
siendo alfa el ángulo de pendiente, o sea, la mitad del ángulo de conicidad
(ver lección 10).
ROSCADO TRANSVERSAL
El roscado transversal tiene en realidad muy pocas aplicaciones; la más
importante es la fabricación de las coronas de los platos universales y de
las correspondientes patas (figs. 206 y 210 de la lección 7).
En primer lugar estableceremos que, para este tipo de roscas, no podemos proceder como con los pasos de roscas longitudinales. Como el movimiento de avance del carro transversal (generador ahora del paso) viene
ordenado por la barra de cilindrar y por todo el conjunto del delantal,
no tenemos posibilidad de calcular ruedas. Nos limitaremos, pues, a disponer de los pasos de la tabla, los cuales llegan al carro transversal con
una cierta relación (compruebe que esta relación se indica en la tabla de
la fig. 464). Basándonos en este valor conoceremos toda la posible gama
de avances (en este caso pasos) para el carro transversal.
Figura 566. — Rosca transversal de una corona de plato universal y destalonado de la misma.
—991—
Queda entendido que ha de efectuarse el roscado con estos pasos y
preparar la herramienta con un destalonado o despulla lateral, según el
radio de la espira más pequeña (fig. 566).
Si se trata de roscar dos piezas que deben acoplarse entre sí (caso de
la corona de la fig. 566 y las correspondientes patas) una se roscará de exterior a interior y la otra de interior a exterior, quedando así la una roscada
a la derecha y la otra a la izquierda.
No debe desembragarse durante
el proceso de la operación,- solamente invertir el sentido de giro del torno a la derecha y a la izquierda.
El disco destinado a construir las
garras, se divide en varias partes (depende de las dimensiones del plato)
y se numerarán todas progresivamente (fig. 567), a fin de que formen
juegos por separado los números pares y los impares, cuya aplicación es567. — Preparación de los juegos
tudió en la fig. 209 de la lección 7. Figura
de patas para plato universal de 4 garras.
LUBRICACIÓN
El acabado de los flancos debe ser lo más perfecto posible; para ello
es preciso utilizar un lubricante adecuado en la operación de roscado. Únicamente para el bronce, latón, fundición y otros metales blandos, pueden
roscarse en seco.
La elección del lubricante depende, desde luego, del material a trabajar. En la mayoría de los casos bastará con taladrina, pero en otros casos de
materiales de estructura fibrosa se precisará de un aceite graso (animal o
vegetal) para la lubricación. Se obtienen muy buenos resultados con una
mezcla de aceite y petróleo fluida, de forma que no cubre, como el aceite,
la superficie de una capa gruesa y permite observar perfectamente la rosca
que se trabaja.
Los materiales lubricantes influyen poderosamente en la capacidad de
corte de las herramientas y por consiguiente en su duración.
ARROLLADO DE MUELLES HELICOIDALES
A veces han de efectuarse arrollados de muelles helicoidales y dado que
—992—
Figura 568. — Muelles helicoidales arrollados: A, Muelle de presión; B, Muelle
de tracción
una de las características de éstos es el paso, puede conseguirse por medio
de las ruedas auxiliares un arrollado con un paso determinado, siempre,
claro está, que se calculen las ruedas necesarias.
Los muelles helicoidales van arrollados en espiras formando un cilindro,
y manteniendo siempre la misma distancia entre ellos; esta distancia es,
como usted comprenderá, el paso (fig. 568).
Se arrolla el alambre sobre un macho que se sujeta entre el plato y el
punto (fig. 569). A causa de la tensión propia del alambre de acero, el devanado que va formando el muelle tiende siempre a abrirse cuando se saca
del torno, aumentando así su diámetro. Es por este motivo, que el macho
o núcleo debe escogerse con un diámetro que sea del orden de una quinta a
una décima parte menor (aproximadamente y según el material) que el
diámetro interior del muelle que se quiere preparar (fig. 568).
El núcleo o macho y en su extremo fijo en el plato, tiene un taladro en
el que se introduce el extremo a fin de quedar sujeto. El alambre pasa por
el interior de una dolla que se sujeta en el portaherramientas. Cuando más
apretado está el alambre en el interior de la dolla, más tirantes quedan las
espiras y menos se abre al sacarlo del macho.
—993—
Debido a que el alambre viene
en rollos, adquiere una cierta tensión, la cual debe tenerse en cuenta
al arrollarlo, ya que es la misma que
debe dársele a los muelles de tracción
y anularse para los de presión (figura 570), haciendo el arrollado en sentido contrario al que tenía.
El número de revoluciones a que
se debe girar el núcleo debe ser reducido.
PASOS MÓDULOS O FUNCIÓN DE Pi
Otro sistema de roscas lo constituyen las llamadas roscas de módulo, las
cuales se practican en los tornillos sin
fin destinados a engranar siempre con
ruedas dentadas (ver figs. 110 y 111).
Definiremos primeramente lo qué
es módulo.
Para que las ruedas puedan engranar entre sí, es preciso que tengan el
mismo grueso de diente y de hueco, es
decir, el mismo paso. El paso se define
como la distancia entre los centros de
dos dientes consecutivos y medida sobre el diámetro primitivo, que es
sobre el cual entran en contacto los
dientes (fig. 571).
El paso p de una rueda dentada
se halla dividiendo la longitud de la
circunferencia primitiva por el número Figura 569. — Soporte de acero; 2,
de dientes Z.
Dolla; 3, Tornillo de fijación; 4, Hilo
Ya sabe Vd. que para hallar la de resorte; 5, Núcleo de arrollamiento
e, Portaherramientas o útil especial.
longitud de una circunferencia se multiplica el número 3,1416 por su diámetro. Representando con la letra L a la
longitud y con la letra D el diámetro se tiene la fórmula :
—994—
Figura 570. — Sentido del arrollado de los muelles: A, Arrollado de un muelle
de tracción; B, Arrollado de un muelle de presión
De acuerdo con esta fórmula la
longitud de la circunferencia primitiva de la rueda es pi x D y la del piñón pi x d. Por consiguiente:
el paso será, pues,
o bien
Figura 571. — Representación del paso de
una rueda de engranaje.
Dado que el paso deberá ser igual en las dos ruedas para que puedan
engranar, nos resulta la siguiente igualdad :
Como quiera que el número de dientes es siempre un número entero,
resulta que de la fórmula (C) siempre saldrá un número fraccionario y,
—995—
TABLA 40
MÓDULOS Y PASOS NORMALIZADOS
Módulo
m
Paso circular
P
Módulo
m
1
1,25
1,5
0,3
(0,35)
0,4
0,942
1,100
1,257
1,414
1,571
1,728
2,25
7,069
2,5
7,854
2,75
8,639
1,885
10,210
3,5
10,996
3,75
11,781
4
12,566
4,5
5
5,5
6
(6,25)
(0,65)
2,042
6,5
(6,75)
0,7
2,199
7
(7,5)
0,8
2,513
8
(8,5)
0,9
2,827
9,425
3,25
(5,75)
0,6
4,712
6,283
3
9
(9,5)
Módulo
m
Paso circular
P
10
31,416
11
34,558
12
37,699
3,927
2
(5,25)
(0,55)
3,142
5,498
(4,75)
0,5
P
1,75
(4,25)
(0,45)
Paso circular
13,352
14,137
13
40,841
14
43,982
15
47,124
16
50,265
18
20
22
56,549
24
75,398
27
84,823
30
94,248
33
103,673
36
113,097
39
122,522
42
45
131,947
50
157,080
62,832
69,115
141,372
14,923
15,708
16,493
17,279
18,064
18,850
19,635
20,420
21,206
21,991
23,562
25,133
26,704
28,274
29,845
por tanto, engorroso. Por ejemplo, el paso de una rueda de 36 dientes cuyo
diámetro primitivo es de 90 mm , será :
pi X Dp
p =
3,1416 X 90
=
= 7,854 mm.
Z
36
Para no tener que operar con números tan engorrosos, se han normalizado los pasos, estableciendo un número muy simple para el cálculo. Este
número se llama módulo, que para abreviar se representa con la letra m.
El módulo de una rueda dentada es el resultado de dividir el paso por pi.
Los pasos que se han normalizado son todos múltiplos de pi; así, por ejemplo,
existen los pasos:
3,1416
que
es
pi
X 1
6,2832
que
es
pi
x 2
15,7080
que
es
pi
x 5
De esta forma se logra tener para el módulo m un número sencillo. En
P
efecto, como el módulo m = —, es decir, es igual al paso dividido por pi,
pi
tendremos que un paso p = 15,7080, por ejemplo, corresponde a un módulo :
p
m = — =
pi
15,7080
= 5
3,1416
Este número m es tan importante y tan práctico, que se emplea siempre
en los cálculos en lugar del paso (tenga en cuenta que hablamos de los
cálculos de engranajes normales de un taller; no de altas técnicas, o sea,
de engranajes especiales).
Como ya se ha indicado, los pasos están normalizados, de modo que
siempre resulten módulos sencillos, 1, 2, 5, 3, 6, etc. Vea relacionados en
la tabla 40 los módulos normalizados en España; los puestos entre paréntesis deben evitarse en lo posible.
—996—
CALCULO DE LAS RUEDAS
Para el cálculo de las ruedas necesarias para el roscado de tornillos sin
fin, cuyos pasos sean función de pi, se utilizan las fracciones siguientes, que
son reducidas de 3,1416.
La segunda es la que se utiliza con mayor frecuencia.
Ejemplo
Calcular las ruedas para roscar un tornillo sin fin de 1 filete que debe
engranar con una rueda de módulo 3, en un torno cuyo husillo patrón
es de 5 mm.
Como el módulo del tornillo sin fin es igual que el de la rueda, tendremos :
Paso del tornillo sin fin =M x pi = 3 x pi= 9,424. Utilizando la segunda reducida de pi el valor 3 X pi valdrá :
Multiplicamos 11 y 7 por 5 y 6 y 5 por 20
Prueba:
Error = 4/1000 por hilo
—998—
TORNOS ESPECIALES DE ROSCAR
En la actualidad, como quiera que la mano de obra es tan decisiva en
cuanto a la determinación de los precios de coste, la operación de roscado
que por las dificultades que presenta requiere operarios de categoría y además es lenta, se considera una operación carísima, por lo que para su ejecución en grandes series se tiende al empleo de máquinas, en realidad,
tornos especiales, las cuales, proyectadas con la única finalidad de roscar,
reúnen una serie de ventajas y dispositivos que han transformado la operación de roscado en una operación rapidísima, fácil y segura.
Como es natural, el primer problema a resolver fue al proyectar estas
máquinas el de acelerar el ciclo de trabajo, es decir, la operación del corte
de la rosca, la cual resultaba lenta forzosamente por la lentitud de movimiento de los husillos normales y frenada necesariamente (en cuanto a
velocidad de giro) por los reflejos limitados del operario. Sería imposible
para éste coordinar una serie de movimientos y acciones (retirar herramienta, parar máquina, invertir sentido de giro, graduar nueva posición
herramienta), acerca en una pequeña fracción de segundo que es lo que
tardan estas máquinas en dar una pasada.
El mando del carro y de la herramienta es automáticamente, tanto en
el desplazamiento como en la penetración; ambos movimientos, van ordenados por levas y, en realidad, la máquina no cambia nunca el sentido de
giro. Esto permite roscar a velocidades muy considerables (hasta 3000 rpm
para diámetros pequeños) incluso sin necesidad de salida para la herramienta, ya que la leva saca siempre a la herramienta de la pieza en el
mismo lugar.
Por otra parte, las altas velocidades a que se efectúa el corte permiten
un acabado perfecto de los flancos de la rosca, la cual puede tallarse con
herramientas de carburo de tungsteno las cuales trabajando a grandes velocidades, dejan un acabado limpio, pulido y brillante.
ios resultados son, pues espectaculares en cuanto a forma y calidad de
trabajo y muy económicos, pues/la máquina de las figuras 572 y 573 hacen
roscas de unas dimensiones aproximadamente de 0 35 a 40 por 8 mm de
anchura (en acero) en trece centésimas de minuto (13/100').
Pero estas máquinas también tienen sus inconvenientes; el primero, su
precio que resulta prohibitivo como no sea para grandes empresas de gran
potencia económica o para series muy grandes de piezas. (En una ciudad
de la densidad industrial de Barcelona sólo hay en el momento de redactar
este Curso, 5 ó 6 máquinas de este tipo).
—999—
Figura 572. — Torno especial de roscar CRI-DAN (Francia). Mod. B
Figura 573. — Rosca interior con el torno CRI-DAN de la figura anterior
El otro inconveniente más grave, es la limitación de las dimensiones de
roscas que les son posibles tallar. Forzosamente, a menos de poner unas
levas enormes que transformarían la máquina, tiene limitados los movimientos de desplazamiento longitudinal y el de penetración de la herramienta.
A continuación relacionamos como dato informativo, algunas de las características del torno especial de la figura 572 entre las que son de destacar, tas altas velocidades conseguidas de potencia y los diámetros admitidos.
TORNO CRI-DAM Mod. B.
Potencia
Velocidad del eje
Diám. máx. del trabajo sobre el carro
portaherramientas
Diám. máx. sobre la bancada
Distancia entre puntos
Carrera o longitud máxima de roscado
Profundidad máxima de penetración
Número máximo de pasadas para una
rosca
4 CV
92 a 3600 r p m
170
400
700
80
4
mm
mm
mm
mm
mm
32
APARATOS ESPECIALES DE ROSCADO SOBRE TORNO
Se ha considerado tan necesario el abaratamiento de la operación de
roscado, que para evitar el primero de los inconvenientes de los tornos especiales (el precio) se han lanzado al mercado una serie de aparatos especiales para el roscado automático, fácilmente acoplables a los tornos paralelos. En las figuras 574 y 575 puede usted ver dos de estos aparatos, que ya
se fabrican en España, los cuales se colocan sobre el carro, viniendo ordenado su desplazamiento longitudinal por el husillo normal del torno ya sea
directamente como en el caso de la figura 574, ya sea con una transmisión
auxiliar y cardán como en el de la fig. 575.
—1001—
Figura 574. — Aparato
de roscar sobre torno de
la casa TOR {San Sebastián)
Una vez instalados (fig. 576) su forma de ejecutar el trabajo de corte
es también automático; pudiéndose utilizar ambos para roscas exteriores
e interiores, a las máximas velocidades que permite el tomo sobre el cual
van instalados, ya que tampoco se ha de invertir el sentido de giro.
Figura 575. — Aparato de roscar sobre torno marca FILEMATIC, fabricado
por Exclusivas AMUTIO, de Valencia.
Naturalmente, al igual que en el torno de la fig. 572 deben cambiarse
las levas e incluso las ruedas para la rosca de los diferentes pasos, pero en
cuanto a capacidad la tienen algo más reducida.
-1002—
Figura 576. — Aparato FILEMATIC sobre torno CUMBRE, Mod. 024
Vea algunas de sus características
Aparato ROSCADOR
Longitud max. de roscado
Profundidad máx. de penetración
40 mm
3 mm
Aparato FILEMATIC
Longitud máx. de roscado
Profundidad máx. de penetración
50 mm
4 mm
Rosca de 0 27 X 13 de longitud y 1,5 paso. Tiempo empleado 18" (seg.)
Para salvar el segundo inconveniente de estos aparatos y de los tornos
especiales (limitación de carrera de roscado) se han fabricado unos aparatos especiales facilísimos de acoplar sobre torno, en los que las varias herramientas que cortan a la vez mediante un ingenioso dispositivo, giran rápidamente alrededor de la pieza, que se mueve a una velocidad más lenta,
tallando rápidamente una rosca de cualquier perfil de forma perfecta y con
un acabado correcto, siendo limitado en su longitud a roscar, por la total
de capacidad entre puntos del torno (fig. 577).
—1003—
Figura 577. — Aparato de roscar a torbellino. Montado sobre el carro transversal: 1, Plato portacuchillas; 2, Tornillos fijación cuchillas; 3, Motor de
impulsión del plato portacuchillas; 4, Graduación para la inclinación de las
herramientas, según hélice correspondiente
También estos aparatos, llamados «torbellinos» por su especial forma
de trabajo, se empiezan a fabricar en España y se les puede pronosticar
un franco éxito, pues en cuanto a rapidez y calidad del acabado no tiene
nada que envidiar a los demás como puede comprobar con el siguiente
dato:
Rosca trapezoidal de 4 hilos/1" 0 32 longitud 1 metro.
Tiempo empleado: 12'(min.).
—1004—
MATEMÁTICAS
PARA EL TORNERO
LECCIÓN
18
En esta lección correspondería el estudio de las llamadas razones trigonométricas. Sin embargo, creemos necesario dar antes una ¡dea clara de
lo que se entiende en matemáticas por razón.
RAZÓN
Un segmento M mide 60 milímetros y otro segmento N mide 20 milímetros. Si se comparan los dos segmentos resulta que en el segmento M
cabe tres veces el segmento N, pues éste es tres veces menor, es decir,
tres veces más corto.
Al resultado de comparar dos cantidades, es decir, a la relación entre
dos cantidades, se llama en Aritmética razón. La razón entre los segmentos M y N es, por lo tanto, 3.
FORMA DE REPRESENTAR UNA RAZÓN
Una razón se expresa, se escribe, en forma de quebrado. Con el que60
brado
se representa la razón entre los segmentos M y N. Si en lu20
—1005—
gar de tomarse los milímetros de cada segmento, se nombran los segM
mentos por letras, en este caso M y N, la razón se expresa así:
= 3.
N
También puede escribirse:
M : N - 3
que se lee M es a N igual a 3, es decir, la relación entre el segmento M
y el segmento N es 3, porque el segmento N es tres veces menor.
Las dos cantidades que forman una razón se llaman términos de la
razón.
COCIENTE DE UNA RAZÓN
En realidad, una razón es una división entre dos cantidades. Al disponerse dos cantidades en forma de quebrado se da a entender que una es
dividida por la otra. Al resultado de esta división, como al resultado de
toda división, se llama cociente. Toda razón tiene como consecuencia un
4
cociente. Así, el cociente de la razón
es 2.
2
RAZONES INVERSAS
Con la comparación de dos cantidades se pueden formar dos razones.
60
20
Con los segmentos M y N se pueden formar dos razones
y
,
20
60
puesto que si el segmento M es tres veces mayor que el segmento N, éste
1
es también igual a una tercera parte, o sea
del segmento M. Se for3
man una u otra razón según se tome como referencia para la comparación
el segmento mayor o el segmento menor. Las dos razones que se pueden
60
20
formar con dos cantidades se llaman inversas.
y
son, pues, in20
60
versas entre sí.
-1006—
PROPORCIONES
Con dos razones cuyo cociente es el mismo, se forma una proporción.
8
24
Las razones
y
forman una proporción, porque divididos
4
12
8 : 4 = 2 y 24 : 12 = 2, el cociente de las dos razones es 2. Por tanto
8
24
se escribirá
=
; esta proporción se lee así, 8 es a 4 como 24
4
12
es a 12.
También puede escribirse una proporción de esta forma :
8 : 4 : : 24 : 12
que se lee 8 es a 4 como 24 es a 12, pues el signo de dos puntos ( :) significa es a y el signo de cuatro puntos (::) la palabra como.
6
15
Otra proporción la forman las razones
y
, o sea :
8
20
6 : 8 : : 15 : 20
Compruebe que el cociente de las dos razones es 0,75
MEDIOS Y EXTREMOS
Los cuatro números que componen una proporción son llamados, según el lugar que ocupan en la misma, medios y extremos de la propor6
15
ción. En la proporción
=
, 6 y 20 son los extremos; 8 y 15 son
8
20
los medios.
Fíjese, pues, que los extremos son el número dividido de la primera
razón y el número que divide en la segunda y los medios, el que divide en
la primera razón y el dividido en la segunda. Fíjese también que multiplicados los extremos 20 X 6 = 120' y los medios 15 X 8 = 120, el resultado
de las dos multiplicaciones es el mismo.
En toda proporción ha de ocurrir forzosamente así. Otro ejemplo:
—1007—
4 : 12 : : 5 : 15
Dispuesta la proporción de esta forma se comprende claramente la denominación de extremos y medios. Compruebe que los extremos son los
números que van a los lados, en este caso 4 y 15 y los medios los que van
entre los dos extremos, 12 y 5, en este caso.
Compruebe, asimismo, que multiplicados 4 x 1 5 y 1 2 x 5 el producto
de las dos multiplicaciones es 60.
MEDIA PROPORCIONAL
6
En la proporción
3
=
12
, la cifra 6 se repite en los dos extre6
32
mos y en la proporción
8
=
la cifra 8 se repite en los dos me8
2
dios. En ambos casos, es decir, siempre que en una proporción los medios
o los extremos son ¡guales, al medio o al extremo que se repite se llama
media proporcional entre las otras dos cifras; así, en la proporción
32
8
=
, 8 es la media proporcional entre 32 y 2, ya que 8 multi8
2
plicado por 4 da 32 (uno de los extremos) y dividido por 4 da 2 (el otro
extremo).
PROPIEDAD FUNDAMENTAL DE LA PROPORCIÓN
Ya se le ha indicado que en toda proporción el producto de multiplicar los medios es igual al producto de multiplicar los extremos. Esta es la
propiedad que deben reunir cuatro números para formar una proporción.
9
18
Compruebe que en la proporción
=
, multiplicados los extremos
4
8
9 x 8 y los medios 18 X 4,.se obtiene el mismo resultado.
HALLAR UN TERMINO
DESCONOCIDO EN UNA PROPORCIÓN
El problema que se presenta con más frecuencia al operar con proporciones es el hallar uno de los cuatro términos, conociéndose los tres
restantes.
—1008—
6
Sirva la proporción
x
=
para explicar cómo se procede.
4
16
x es el número desconocido y que debe buscarse; este número necesariamente ha de ser tal que multiplicado por 4 dé el mismo producto
de 1 6 x 6 , puesto que para cumplirse la propiedad fundamental debe
ocurrir que 6 . 16 — 4 . x.
Tenga en cuenta que en estos casos el punto significa multiplicado por. Se emplea en cálculo el punto en lugar del signo X para
evitar confusiones con la x de la incógnita, es decir, del número
desconocido.
Sabido esto, resulta fácil encontrar el número que falta. Basta con
multiplicar 16 X 6 y el resultado dividirlo por 4.
16 X 6
x =
= 24
A
6
24
4
16
Compruebe que, efectivamente,
Lo que se hace, en definitiva, cuando se conocen tres términos de
una proporción y se desea hallar el que falta, si el término desconocido es
un extremo, es multiplicar los medios y dividir el producto por el otro extremo y si el término buscado es un medio, éste será igual al producto
de los extremos divididos por el medio.
Otro ejemplo bastará para comprenderlo bien :
10 : 8 : : 5 :X
Se multiplican' los medios 5 y 8 y se divide el producto por el extremo 10,o sea:
8X5
x =
= 4
10
-1009 -
La proporción queda, pues formada así
10 : 8 : : 5 : 4
MAGNITUDES PROPORCIONALES
Ya en la lección 9, de esta misma asignatura, estudió que por magni
tud se entiende todo aquello que pueda aumentar o disminuir. En dicha
lección se daban como ejemplos de magnitudes, la velocidad de una máquina, el peso de un objeto, la temperatura de un local, la superficie de
una mesa, el trabajo y el salario de un obrero.
Ahora bien, dos magnitudes son proporcionales cuando una depende
de la otra. Así, al variar el peso de una barra de acero varía su valor: el
tiempo que un automóvil tardará en recorrer una distancia dependerá de
su velocidad ; la superficie de una mesa es proporcional a su longitud.
Ahora bien, dos magnitudes pueden ser directamente o inversamente
proporcionales.
MAGNITUDES DIRECTAMENTE PROPORCIONALES
Dos magnitudes son directamente proporcionales cuando haciendo un?
de ellas dos o más veces mayor o menor, la otra se hace iguales veces mayor o menor.
Si 50 piezas pesan 100 Kgs., 100 piezas pesarían 200 Kgs. Con los dos
números de piezas y la razón de sus pesos respectivos se establece la siguiente proporción :
, puesto que
50 X 200 - 10.000
y 100 X 100 = 10.000
Otra proporción se formará si se comparan dos volúmenes de latón
y sus pesos respectivos.
Compruebe que efectivamente es así como la multiplicación de los dos
medios es igual a la multiplicación de los dos extremos.
-1010—
MAGNITUDES INVERSAMENTE PROPORCIONALES
Dos magnitudes son inversamente proporcionales cuando haciendo uno
de ellos dos a más veces mayor la otra se hace las mismas veces menor;
también son inversamente proporcionales si una se hace dos o más veces
menor y la otra se hace las mismas veces mayor.
Ejemplos de magnitudes inversamente proporcionales :
— Si 10 obreros tardan 30 días en realizar un trabajo determinado,
20 obreros tardarán 15 días en realizar este mismo trabajo.
Se ha hecho dos veces mayor (el doble) el número de obreros y el
número de días se ha hecho dos veces menor (la mitad ).
— Si 10 obreros tardan 30 días, 5 obreros tardarán 60 días. En este caso
se ha hecho dos veces menor el número de obreros y el número de
días se ha hecho dos veces mayor.
En estos dos casos de magnitudes ocurre al revés que en las magnitudes
directamente proporcionales. En las directamente proporcionales tanto si una
se hace dos o más veces mayor o menor, la otra se hace iguales veces mayor
o menor, respectivamente.
—1011—
Tomo 19
PRACTICA DEL
TORNEADO
LECCIÓN
6
EJEMPLO DE MECANIZADO NUMERO 6
Usted va a estudiar ahora la forma de mecanizar una pieza con
varios ejes paralelos. Para este tipo de piezas ha de disponerse de un
auxiliar que permita efectuar los centrajes necesarios de cada eje y obtener un paralelismo entre los mismos. Dicho elemento auxiliar no es
más que un plato especial que determina la posición de la pieza para
cada eje.
E| caso más característico de este tipo de piezas es el cigüeñal.
Cuando se trata de cigüeñales de tamaño considerable se mecanizan
en máquinas especiales, ya que las condiciones de dicho mecanizado
son duras y obligan al empleo de máquinas robustas capaces de resistir
los continuos choques de la pieza sobre la herramienta. En el torno
paralelos es frecuente la construcción de cigüeñales de tamaño más reducido.
Vamos a mecanizar el cigüeñal cuya forma y medidas están representadas en la figura 4 1 . Para dicho mecanizado disponemos de un trozo redondo de material de 0 125 y de longitud 270.
Estudie usted en la figura 42 la forma del plato auxiliar que nos
permitirá fijar el trozo de material. Observe que dispone de un alojamiento en la parte anterior, el de Ø 50 H 7, en el que se introducirá la mecha que previamente mecanizaremos en el trozo de material
del que ha de salir el cigüeñal.
— 1013 —
Figura 41
Figura 42
Figura 43
—1014—
Los seis taladros (tres de ellos de 0 26 H 7 y los restantes de
10 H 7) de la parte posterior, coincidirán con los fijos del plato del
torno y posicionarán la pieza en cada una de las muñequillas que habrán
de construirse, que en este ejemplo son tres.
Vea en la figura 43 cómo hemos mecanizado el trozo de material
para fijarlo en el plato auxiliar. No explicamos el desarrollo de las distintas operaciones para que usted lo deduzca.
Figura 44
En la figura 44 verá usted la pieza ya montada. En el eje del torno
se ha fijado un tope (1) que hemos torneado a un 0 de 26 g 6 y que centra el plato auxiliar. En el plato liso hemos puesto otro tope (2) que nos
lo posiciona.
Una vez montado el conjunto procedemos a colocar un punto rotativo en la contrapunta. Seguidamente efectuamos el desbaste de la primera muñequilla dejando excedente en las caras y en el diámetro. De
—1015—
la misma forma procederemos para la construcción de las otras dos muñequillas, pero cambiando para cada una la posición del plato auxiliar.
Interesa advertirle que e